A/D prevodník

TODO: prerobit na verziu 2021:

• prekontrolovat, ci je vsetko platne a pridat nieco z tohoto:
• pridat obsluhu cez prerusenie
• sampling - pridat timer a vzorkovat v presnych casoch
• pridat Moving Average odtialto https://stackoverflow.com/questions/28820904/how-to-efficiently-compute-average-on-the-fly-moving-average aj s vyuzitim delenia 4,16 a pod. cez >>

A/D prevodník

Literatúra:

• AVR120: Characterization and Calibration of the ADC on an AVR
• Newbie's Guide to AVR A/D Converter

Rekapitulácia

Máte k dispozícii vývojovú dosku Acrob s procesorom ATmega328 (datasheet).

V tejto úlohe sa predpokladá znalosť funkcie A/D prevodníka z prednášky (datasheet, str. 251 -- 267). Procesor je nakonfigurovaný na prácu s externým kryštálovým oscilátorom 16,00 MHz.

A/D prevodník

Pre nameranú hodnotu N platí vzťah

$U_{in}={\frac {NU_{ref}}{1024}}$

Vstupy A/D prevodníka na Acrob doske sú zapojené takto (pozri aj obrázok Media:Connectors.png):

Kanál       MUX3:0    signál
--------------------------------------------------------------
ADC 0 - 3             vľavo vedľa prepojovacieho poľa
ADC 4 - 5             konektor X2, hore
ADC 8        1000     interný snímač teploty
Vref         1110     vnútorná referencia 1,1 V
GND          1111     vnútorná zem 0 V

Ako zdroj referenčného napätia použijeme priamo napájacie napätie 5V oddelené tlmivkou a filtrované paralelným kondenzátorom 100n. Zodpovedajúce bity REFS1, REFS0 v registri ADMUX sú teda 01.

Zdroj hodinového signálu pre A/D prevodník musí byť v rozsahu 50 až 200 kHz!

Príklad najjednoduchšieho SW ovládaného A/D prevodu je uvedená v tomto príklade - pozri AVR A/D example.c

Vizualizácia

Vizualizáciu dát môžeme robiť rozlične. Jeden z možných spôsobov je vypisovať po sériovej linke v pravidelných intervaloch holé data a tie potom uložiť ako maticu do Matlabu a tam nakresliť graf, priebeh, čo treba...

Iná možnosť je použiť napr. program SerialPlot, ktorý kreslí prichádzajúce data priamo ako graf.

Download: SerialPlot 0.11.0

Úlohy

1. Nahrajte si knižnice pre prácu so sériovou linkou, preštudujte využitie knižnice <stdio.h> a demonštrujte.
2. Doplňte program o jednoduchý A/D prevod a zobrazte hodnotu z potenciometra.
3. Overte prevod A-D prevodníka meraním vnútornej referencie 1,1 V
4. Upravte program pre A-D prevod tak, aby v pracoval autonómne s periódou vzorkovania 100ms.
5. Oboznámte sa s programom SerialChart a zobrazte časový priebeh nameranej veličiny.

Download

Terminal 1.9b

Serial Plot 0.11.0