Digitrode

Потребность в преобразовании аналоговых сигналов, и конкретно в аналого-цифровых преобразователях (АЦП) для данных операций, продолжает расти по мере того, как датчики становятся все более распространенными как в промышленности, так и в быту. Ожидается, что рынок датчиков будет расти в годовом исчислении более чем на 9%. К конечным рынкам их применения относят различные приложения Интернета вещей (IoT), автоматизацию и контроль производства, здравоохранение и безопасность, а также и автомобилестроение. В плане АЦП рыночная тенденция здесь направлена на более высокое разрешение и более быстродействующие устройства, поскольку стоимость таких решений становится более доступной.

Как следует из названия, драйверы АЦП представляют собой специальные усилители, разработанные специально для работы вместе с АЦП и включающие в себя архитектуры последовательного приближения, конвейерные и дельта-сигма-архитектуры. Эти специальные усилители являются критически важными компонентами схемы, позволяющими АЦП работать полноценно, и они стали играть большую роль с появлением более высокоскоростных преобразователей с более высоким разрешением.

В данном материале мы узнаем о АЦП микроконтроллерной платы Raspberry Pi Pico и о том, как с ним работать с помощью языка программирования MicroPython.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) – это тип устройства, которое помогает нам обрабатывать хаотические данные реального мира с цифровой точки зрения. Чтобы понимать реальные данные, такие как температура, влажность, давление, положение, нам нужны преобразователи, все они измеряют определенные параметры и возвращают нам электрический сигнал в виде напряжения и тока. Поскольку большинство наших устройств в настоящее время являются цифровыми, возникает необходимость преобразовать эти сигналы в цифровые сигналы. Здесь на помощь приходит АЦП, хотя существует много различных типов АЦП, но в этой статье мы поговорим об одном из наиболее часто используемых типов АЦП, который известен как АЦП последовательного приближения.

АЦП последовательного приближения – это предпочтительный вариант для недорогих приложений со средним и высоким разрешением преобразования. Разрешение для АЦП последовательного приближения находится в диапазоне от 8 до 18 бит, со скоростью дискретизации до 5 млн. выборок в секунду (Msps). Кроме того, он может быть выполнен в небольшом форм-факторе с низким энергопотреблением, поэтому этот тип АЦП используется в портативных приборах с батарейным питанием.

В зависимости от модели платы Arduino имеют несколько цифровых выводов, аналоговых входов и цифровых линий с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Тем не менее, Raspberry Pi имеет только цифровые линии. Один из способов считывания аналогового сигнала – использование аналого-цифровых преобразователей (АЦП). MCP3008 является одним из самых популярных среди них. MCP3008 использует SPI для связи с Raspberry Pi и обеспечивает восемь контактов для аналогового ввода.

В этом уроке мы покажем вам, как подключить MCP3008 к Raspberry Pi.

Аналого-цифровое преобразование является очень важной задачей во встраиваемой электронике, поскольку большинство датчиков обеспечивают вывод в виде аналоговых значений и для подачи их в микроконтроллер, который понимает только двоичные значения, и мы должны преобразовать их в цифровые значения. Поэтому для обработки аналоговых данных микроконтроллерам необходим аналого-цифровой преобразователь.

Некоторые микроконтроллеры имеют встроенные АЦП, среди них Arduino, MSP430, PIC16F877A, но некоторые микроконтроллеры не имеют таких возможностей, например, 8051, Raspberry Pi и т. д., и мы должны использовать некоторые внешние микросхемы аналого-цифрового преобразователя, такие как ADC0804, ADC0808. В этом уроке в учебных целях мы собираемся проверить, как сопрягать модуль АЦП / ЦАП PCF8591 с Arduino.

В электронике далеко не все сигналы являются цифровыми, то есть представляют собой либо логический ноль, либо логическую единицу. Существует огромное количество случаев, когда сигнал меняется в широком диапазоне значений, то есть является аналоговым. И чтобы этот сигнал каким-то образом был воспринят цифровой системой, существуют аналогово-цифровые преобразователи или АЦП.

В NRF24LE1 также имеется встроенный модуль АЦП. Его интересной особенностью является то, что можно выбрать с каким разрешением будет преобразовывать аналоговый сигнал в цифровой этот АЦП. Есть варианты 6 бит, 8 бит, 10 бит и 12 бит. Таким образом, мы можем иметь 6-, 8-, 10 или 12-разрядный АЦП.