Dados analógicos no ARDUINO Professor Victory Fernandes.

Dados analógicos noARDUINO

Professor Victory Fernandes

Entrada de dados analógicas Saídas de dados analógicas

Neste capítulo...

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 banda pois 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

professorVictory Fernandes

www.tkssoftware.com/victory