Jednobitni ADC za analogne senzore
Implementacija jednobitnog analognog senzora je jednostavna i bazira sa na upotrebi komparatora koji trigeruje visok ili nizak nivo: +5VDC ili 0VDC tj. logičku jedinicu i logičku nulu. Princip rada je jednostavan o čemu će biti reči u blogu koji sledi.
UVOD
Jednobitne ADC ili ti jednobitne analogno digitalne senzore je jednostavno implementirati korišćenjem komparatora, takođe moguće je koristiti i operacioni pojačavač koji se konfiguriše u režimu rada komparator. Princip rada je jednostavan, na neinvertujući ulaz se dovodi analogni signal koji se poredi sa referentnim nivoom koji definiše nama željenu analognu vrednost signala, kada analogni signal dostigne željenu vrednost, komparator generiše logičku jedinicu na izlazu, u suprotnom logičku nulu. Generisani digitalni signal sa izlaza komparatora se dovodi na interrupt ulaz mikrokontrolera, što je dovoljno da trigeruje obradu događaja koja je dodeljena istom senzoru tj. događaju - dosegnuta je određena vrednost. Slika 1. prikazuje analogni signal koji se menja u vremenu - to je funkcija S(t) koja prikazuje neelektričnu veličinu koja se senzorom putem funkcije f(s(t)) transformiše u električnu reprenzentaciju neelektrične veličine. U okviru web stranice o jednobitnom senzoru date su reference na eBook od Texas Instruments koji slikovito prikazuje f(s(t)) u odnosu na zavisnost promene temperature i otpornosti, te ukoliko postoje relacije između istih veličina jasno je da možemo konstruisati senzor.
 |
| Slika 1 - Promena neelektrične vrednosti koja se analognim senzorom konvertuje u električnu reprenzentaciju koja se menja u vremenu. Kada analogni signal dostigne vrednost Vref, jednobitni ADC generiše logičku jedinicu, suprotno nulu, dovoljno da mikrokontroler trigeruje obradu događaja dodeljenu istom analognom senzoru. Na gornjim slikama prikazan je model analognih senzora, pri čemu je isti potenciometar. |
Jednobitni ADC
Električna šema jednobitnog ADCa je prikazana na slici 2. Slika 2. implementira gore navedeno. Na neinvertujući ulaz se dovodi električna prezentacija analognog signala, dok se Vref definiše trimer potenciometrom, stabilisanim kapacitivnošću, vezanim za invertujući ulaz komparatora LM393. Izlaz je digitalni signal koji se prosleđuje dalje na mikrokontroler. Dodatno implementirana je indikacija LED diodom kako bi se vidno uočilo kada senzor detektuje željeni nivo analognog signala određen vrednošću Vref.
 |
| Slika 2 - Jednobitni ADC - analogno digitalni konvertor sa LED indikacijom. |
Primer primene jednobitnog ADC je data na dole navedenim slikama. Isti možemo koristiti za: LDR, FSR, senzore razdaljine, vlažnosti vazduha, temperature, tj. za svaki analogni senzor.
 |
| Slika 3. Analogni senzor razdaljine, funkcioniše na principu infracrvenih talasa, poseduje integrisani transmitter and receiver. Koristi se u mobilnoj robotici za merenje razdaljine između objekata i mobilnog robota. Sa trimer potenciometrom definišemo Vref, što je željena razdaljina od prepreke. Kada razdaljina dostigne željenu vrednost jednobitni ADC generiše logičku jedinicu dovoljnu da trigeruje obradu događaja vezanu za senzor razdaljine i da stime odluči da li će skrenuti vozilo, zaustaviti isto itd. |
 |
| Slika 4. Prikazuje LDR ili ti otpornik čija se otpornost menja u zavisnosti od inteziteta svetlosti. Isti je redno vezan za nepromenljiv otpornik kako bi kreirali naponski razdelnik a samim tim i tačku u kojoj se menja analogni signal, koji je reprenzentacija promene inteziteta svetlosti prostora gde je LDR otpornik postavljen. Analogni signal se vodi na jednobitni ADC. Kada intezitet svetlosti dostigne željenu vrednost, ADC generiše logičku jedinicu na izlazu dovoljnu da mikrokontroler trigeruje obradu događaja dodeljenu datom senzoru. |
Prototip i izrada štampane pločice u CAD alatu
Za jednobitni ADC je izgrađen prototip i urađena je štampana pločica. U nekoliko video klipova koji slede prikazan je proces implementacije prototipa kao i izrada štampane pločice. Nakon što se jednobitni ADC implementira na osnovu šeme štampane pločice sledi novi blog post koji prikazuje konkretnu implementaciju. Za reference pogledati kraj ovog blog posta.
Uvod u analogne senzore i jednobitni analogno digitalni konvertor.
Razvoj prototipa jednobitnog analogno digitalnog konvertora.
Crtanje električne šeme jednobitnog analogno digitalnog konvertora sa LED indikatorom.
Kreiranje šeme štampane pločice jednobitnog analognog digitalnog senzora.
Comments
Post a Comment