Convertir señal analogica a digital arduino
Tensión de lectura analógica en arduino
Una señal analógica puede tomar cualquier número de valores. Una señal digital, en cambio, sólo tiene dos valores: HIGH y LOW. El Arduino tiene un convertidor analógico-digital (ADC) incorporado que mide el valor de las señales analógicas. El ADC convierte la tensión analógica en un valor digital. La función utilizada para obtener el valor de una señal analógica es analogRead(pin). Esta función convierte el valor del voltaje de un pin de entrada analógico y devuelve un valor digital de 0 a 1023, relativo al valor de referencia. La mayoría de los Arduinos tienen una referencia de 5V, 15V en un Arduino Mega, y 7V en el Arduino Mini y Nano. El número de pin es su único parámetro.
El Arduino no tiene un convertidor digital-analógico (DAC) incorporado, pero puede hacer la modulación de ancho de pulso (PWM) una señal digital utilizada para lograr algunas de las funciones de una salida analógica. La función analogWrite(pin, value) se utiliza para emitir una señal PWM. El número de pin utilizado para la salida PWM es pin. Como valor aparece un número proporcional al ciclo de trabajo de la señal. Cuando valor = 0, la señal está siempre apagada. Cuando el valor = 255, la señal está siempre encendida. La función PWM funciona en los pines 3, 5, 6, 9, 10 y 11 de la mayoría de las placas Arduino. La frecuencia de la señal PWM en la mayoría de los pines es de aproximadamente 490 Hz. En el Uno y placas similares, los pines 5 y 6 tienen una frecuencia de aproximadamente 980 Hz. Los pines 3 y 11 en la Leonardo también funcionan a 980 Hz.
Fórmula de conversión analógica a digital
Los microcontroladores son capaces de detectar señales binarias: ¿está el botón pulsado o no? Estas son señales digitales. Cuando un microcontrolador se alimenta de cinco voltios, entiende cero voltios (0V) como un 0 binario y cinco voltios (5V) como un 1 binario. Sin embargo, el mundo no es tan sencillo y le gusta utilizar tonos de gris. ¿Qué pasa si la señal es de 2,72V? ¿Es un cero o un uno? A menudo necesitamos medir señales que varían; son las llamadas señales analógicas. Un sensor analógico de 5V puede dar una salida de 0,01V o de 4,99V o cualquier cosa intermedia. Por suerte, casi todos los microcontroladores llevan incorporado un dispositivo que nos permite convertir estos voltajes en valores que podemos utilizar en un programa para tomar una decisión.
Un convertidor analógico-digital (ADC) es una función muy útil que convierte una tensión analógica en un pin en un número digital. Al convertir del mundo analógico al digital, podemos empezar a utilizar la electrónica para interactuar con el mundo analógico que nos rodea.
No todos los pines de un microcontrolador tienen la capacidad de hacer conversiones analógicas a digitales. En la placa Arduino, estos pines tienen una ‘A’ delante de su etiqueta (A0 a A5) para indicar que estos pines pueden leer voltajes analógicos.
Circuito conversor de analógico a digital
Conecta los tres cables del potenciómetro a tu placa. El primero va a tierra desde uno de los pines exteriores del potenciómetro. El segundo va a 5 voltios desde la otra patilla exterior del potenciómetro. El tercero va desde la clavija central del potenciómetro a la entrada analógica 0. Al girar el eje del potenciómetro, cambias la cantidad de resistencia a cada lado de la aguja que está conectada a la clavija central del potenciómetro. Esto cambia el voltaje en el pin central. Cuando la resistencia entre el centro y el lado conectado a 5 voltios es cercana a cero (y la resistencia en el otro lado es cercana a 10 kilohmios), el voltaje en la clavija central se acerca a 5 voltios. Cuando las resistencias se invierten, el voltaje en la clavija central se acerca a 0 voltios, o a tierra. El microcontrolador de la placa tiene en su interior un circuito llamado convertidor analógico-digital o ADC que lee esta tensión cambiante y la convierte en un número entre 0 y 1023. Cuando el eje se gira completamente en una dirección, hay 0 voltios que van al pin, y el valor de entrada es 0. Cuando el eje se gira completamente en la dirección opuesta, hay 5 voltios que van al pin y el valor de entrada es 1023. En medio, analogRead() devuelve un número entre 0 y 1023 que es proporcional a la cantidad de voltaje que se aplica al pin.Esquema
Wikipedia
Tal vez piense: ¿cuándo voy a necesitar un convertidor analógico-digital (ADC) en mi aplicación? Pero sabes que el ADC es mucho más común de lo que crees. Para empezar, veamos qué es exactamente el ADC.
Cuando construimos proyectos usando un Arduino o una Raspberry Pi, normalmente conectamos diferentes sensores para obtener información sobre el mundo físico y hacer algún procesamiento basado en esa información. Así, cuando hablamos de comunicación, hay dos tipos de señales con las que nos solemos encontrar:
Las señales analógicas son un tipo de señales continuas que varían en el tiempo. La mayoría de los sensores ambientales, como los de temperatura, luz, presión y sonido, se comunican con los microcontroladores mediante señales analógicas. Estos sensores analógicos emiten valores en un rango específico basado en lo que los sensores están detectando. Las señales analógicas suelen adoptar la forma de ondas sinusoidales y pueden definirse mediante la amplitud, la frecuencia y la fase, donde la amplitud denota la mayor altura de las señales, la frecuencia denota el ritmo de variación de las señales analógicas y la fase denota la posición de la señal en el tiempo.
