Dados analógicos no ARDUINO Professor Victory Fernandes

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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

Exemplo Volume 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

Sensor Leitura de Entrada Analógica

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Escrevendo Valores Analógicos no ARDUINO

Fade Acionamento de Saída Analógica

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Sensor de Distância

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Bússula Analógica 1535 www.dinsmoresensors.com

Saída analógica do sensor

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