Pripojenie viacero tlačidiel cez A/D prevodník

Záverečný projekt predmetu MIPS / LS2026 - Kristian Rostupytskyi

Zadanie

Cieľom projektu bolo pripojiť viacero tlačidiel k mikrokontroléru Arduino s čipom ATmega328P pomocou jedného analógového vstupu a A/D prevodníka. Projekt demonštruje možnosť rozlišovania viacerých stavov tlačidiel podľa rôznych hodnôt napätia získaných cez rezistorovú sieť.

Úlohou bolo:

• pripojiť 5 tlačidiel cez rezistory,
• využiť iba jeden analógový vstup mikrokontroléra,
• merať hodnotu napätia pomocou A/D prevodníka,
• zobrazovať zmeny hodnôt v konzole programu AVR Studio.

Vývojová doska ACROB.

Literatúra:

• Dokumentácia k doske Acrob
• Vyskúšajte si zmerať reakciu on-line

Analýza a opis riešenia

Teoretický úvod

Mikrokontrolér ATmega328P obsahuje vstavaný 10-bitový A/D prevodník (ADC – Analog to Digital Converter), ktorý prevádza analógové napätie na digitálnu hodnotu v rozsahu 0 – 1023.

Každé tlačidlo bolo pripojené cez rezistor s odlišnou hodnotou. Po stlačení konkrétneho tlačidla vznikne na analógovom vstupe iné napätie, ktoré ADC prevedie na inú digitálnu hodnotu.

Vďaka tomu je možné pomocou jediného analógového vstupu rozlišovať viacero tlačidiel.

Výhody riešenia:

• úspora vstupných pinov mikrokontroléra,
• jednoduché zapojenie,
• možnosť rozšírenia o ďalšie tlačidlá.

Nevýhody:

• menšia presnosť pri väčšom počte tlačidiel,
• citlivosť na toleranciu rezistorov,
• možnosť nepresných hodnôt pri súčasnom stlačení viacerých tlačidiel.

Použité komponenty

• Arduino / ATmega328P
• 5 tlačidiel
• rezistory
• prepojovacie vodiče
• AVR Studio

Schéma zapojenia

Tlačidlá boli pripojené cez rezistorový delič na jeden analógový vstup mikrokontroléra. Každé tlačidlo malo vlastný rezistor, čím vznikla jedinečná hodnota napätia pre každé tlačidlo.

Princíp zapojenia:

• bez stlačenia tlačidla je na vstupe základná hodnota,
• po stlačení tlačidla sa zmení napätie,
• ADC prevedie napätie na digitálnu hodnotu,
• program vyhodnotí rozsah hodnoty a určí stlačené tlačidlo.

Celkový pohľad na zariadenie.

Algoritmus a program

Hlavné časti programu:

1. Inicializácia A/D prevodníka

• nastavenie referenčného napätia,
• nastavenie prescalera,
• povolenie ADC.

2. Čítanie analógovej hodnoty

• spustenie konverzie,
• čakanie na dokončenie prevodu,
• načítanie hodnoty z registra ADC.

3. Vyhodnotenie tlačidiel

• porovnanie načítanej hodnoty s intervalmi,
• určenie stlačeného tlačidla.

4. Výpis do konzoly

• zobrazenie aktuálnej hodnoty ADC,
• zobrazenie informácie o stlačenom tlačidle.

AVR C-codefilename.h

#include <avr/io.h>

int main(void)
{
  unsigned int measuredValue;

  while (1)
  {
    /*  relax  */  
  }

  return(0);
}

#include <avr/io.h>

void adc_init(void);                                   // A/D converter initialization

unsigned int adc_read(char a_pin);

Pridajte sem aj zbalený kompletný projekt, napríklad takto (použite jednoznačné pomenovanie, nemôžeme mať na serveri 10x zdrojaky.zip:

Zdrojový kód: zdrojaky.zip

Overenie

Ako ste overili funkciu, napríklad... Na používanie našej aplikácie stačia dve tlačítka a postup používania je opísaný v sekcii popis riešenia. Na konci uvádzame fotku hotového zariadenia.

Aplikácia.

Video:

Čo by som urobil inak

Zamyslite sa spätne nad problémom, ktorý ste riešili a napíšte, čo sa vám nepodarilo a nabudúce by ste spravili inak.

Kľúčové slová 'Category', ktoré sú na konci stránky nemeňte.