Dados anal gicos no arduino
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Dados analógicos no ARDUINO PowerPoint PPT Presentation


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Dados analógicos no ARDUINO. Professor Victory Fernandes. Neste capítulo. Entrada de dados analógicas Saídas de dados analógicas. Olhe a sua volta. Olhe novamente. Conversores A/D e D/A. Analógico x Digital Analógico Variação contínua de uma variável

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Dados analógicos no ARDUINO

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Presentation Transcript


Dados analógicos noARDUINO

Professor Victory Fernandes


Neste capítulo...

Entrada de dados analógicas

Saídas de dados analógicas


Olhe a sua volta...


Olhe novamente...


Conversores A/D e D/A

  • Analógico x Digital

    • Analógico

    • Variação contínua de uma variável

      • Todas as grandezas físicas naturais velocidade, pressão, temperatura, corrente elétrica, tensão, resistência

      • Para atingir o valor desejado qualquer é preciso passar por todos os valores intermediários

      • Existem infinitos valores assumidos entre dois pontos quaisquer


Conversores A/D e D/A

  • Analógico x Digital

    • Digital

    • Variação discreta

      • Passagem de um valor a outro se dá por saltos

      • Existem finitos valores assumidos entre dois pontos quaisquer


Conversores A/D e D/A

  • Exemplo da placa de audio

    • Conversor A/D para capturar a voz no microfone e grava-la como arquivo

    • Conversor D/A para reproduzir o som gravado nas caixas de som


Conversão A/D e D/A


Conversores A/D e D/A

  • Armazenamento

    • Informações armazenadas em arquivos em forma de bits


Conversores A/D


Conversores D/A


Conversores A/D e D/A

  • Amostragem

    • O sinal originalmente contínuo é discretizado

    • O sinal é amostrado em intervalos fixos de tempo e a essa taxa dá-se o nome de taxa de amostragem com freqüência dada em Hertz [Hz]

      • Quantidade de vezes que o sinal é amostrado por unidade de tempo

      • 1 Hz = 1 Ciclo/Segundo


Conversores A/D e D/A

  • Exemplo do CD


Conversores A/D e D/A

  • Exemplo do CD

    • 44,1 KHz

    • São amostradas 44100 valores do sinal por segundo

    • Quanto maior a taxa de amostragem mais precisa é a representação discreta do sinal originalmente contínuo

    • Quanto maior a taxa de amostragem mais informações (“pontos”) deverão ser armazenados e/ou transmitidos


Conversores A/D e D/A


Conversores A/D e D/A


Conversores A/D e D/A


Conversores A/D e D/A

  • Teorema de Nyquist

    • Taxa de amostragem deve ser pelo menos 2 vezes maior que a freqüência que a frequência do sinal que se deseja registrar

    • Caso o teorema não seja obedecido ocorre o fenômeno de alising e há distorção do sinal do sinal original


Conversores A/D e D/A

  • Exemplo do CD

    • Como só ouvimos sons de 20Hz a 20 kHz

    • A taxa de amostragem deveria ser de pelo menos 40 kHz para que todas as freqüências audíveis fossem ser registradas


Erros de Amostragem


Conversores A/D e D/A

  • Teorema de Nyquist

    • Utilizando o teorema de Nyquist pode-se escolher a melhor freqüência de amostragem de forma a economizar bandapois para que o sinal possa ser reconstituído basta atender ao teorema, e o aumento da taxa de amostragem com a melhor representação da onda não implica na melhor qualidade do sinal mas sim em mais informações a serem armazenadas


Conversores A/D e D/A

  • Quantização

    • Representação dos valores amostrados em uma quantidade finita de bits

    • Quanto maior a quantidade de bits melhor mais precisa a representação do sinal


Conversores A/D e D/A

  • Quantização

    • Utilizando 8 bits é possível representar 256 valores (0-255)

    • Supondo que os valores dos pulsos variem de 0 a 255V

    • Digamos que um pulso tenha valor de 147,39V

      • Ele terá de ser quantizado como 147V ou 148V pois não existe valor intermediário

      • 100100112 = 14710

      • 100101002 = 14810


Conversores A/D e D/A

  • Quantização


Conversores A/D e D/A

  • Quantização

    • Digamos que um pulso tenha valor de 147,39V

      • Ele terá de ser quantizado como 147V ou 148V pois não existe valor intermediário

      • Ocorrerá então um erro de -0,39V ou +0,61V chamado erro de quantização


Erros de Quantização


Volume de Dados

  • Tamanho de Arquivos

    • Tamanho do arquivo é diretamente proporcional à taxa de amostragem e número de bits da quantização

    • TA * R/8 * C * t

      • TA = Taxa de amostragem

      • R = Resolução em bits

      • C = Numero de canais

      • t = tempo em segundos

      • Resultado será o tamanho do arquivo em Bytes!

        • Dividir por 1024 para obter tamanho do arquivo kBytes


ExemploVolume de Dados

  • Tamanho de Arquivos

    • (44100Hz)x(16bits/8)x(2 canais)x(60s)

      • Resultado em Bytes?

      • Resultado em KBytes?

      • Resultado em MBytes?


Resultados...

  • Tamanho de Arquivos

    • (44100Hz)x(16bits/8)x(2 canais)x(60s)

      • 10584000 Bytes

      • 10335,94 KBytes

      • 10,09 MBytes


Lendo Valores Analógicos no ARDUINO


SensorLeitura de Entrada Analógica


SensorLeitura de Entrada Analógica


SensorLeitura de Entrada Analógica


SensorLeitura de Entrada Analógica


SensorLeitura de Entrada Analógica


Escrevendo Valores Analógicos no ARDUINO


FadeAcionamento de Saída Analógica


FadeAcionamento de Saída Analógica


FadeAcionamento de Saída Analógica


FadeAcionamento de Saída Analógica


FadeAcionamento de Saída Analógica


FadeAcionamento de Saída Analógica


Sensor de Distância


Sensor de Distância


Bússula Analógica 1535www.dinsmoresensors.com


Saída analógica do sensor


professor

Victory Fernandes

www.tkssoftware.com/victory


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