Как цифровой сигнал перевести в аналоговый

Аналого-цифровое преобразование сигнала для начинающих

Темы аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразований являются достаточно важными в курсе электроники, поскольку большинство устройств, взаимодействующих с компьютером, имеют аналоговый вход/выход, а компьютер умеет обрабатывать исключительно цифровые сигналы. В этой статье я хочу поделиться с вами самыми основами таких преобразований.

Типы сигналов

• Аналоговые
• Дискретные
• Цифровые

Для того, что бы компьютер мог выполнить обработку сигнала необходимо выполнить преобразование сигнала из аналоговой формы в цифровую.
После обработки выполняется обратное преобразование, поскольку большинство бытовых устройств управляются аналоговыми сигналами.

Структурная схема цифровой обработки сигнала в общем виде выглядит следующим образом:

Аналого-цифровое преобразование сигнала

1. Дискретизация сигнала (во времени или пространстве)
2. Квантование по уровню

Процесс получения отсчёта входного сигнала должен занимать очень малую часть периода дискретизации, что бы снизить динамические ошибки преобразования, обусловленные изменением сигнала за время снятия отсчёта.

Частота дискретизации выбирается из теоремы Котельникова. В ней утверждается, что для того что бы по отсчётам сигнала можно было бы сколь угодно точно восстановить непрерывный сигнал необходимо что бы частота дискретизации не менее чем в два раза превосходила верхнюю частоту спектра дискретизируемого сигнала.

Любой сигнал имеет своё спектральное представление. Любое представление сигнала – это представление в виде суммы (или интеграла) гармонических составляющих (синусоид и косинусоид), различных частот взятых с определёнными весовыми коэффициентами (имеющими определённую амплитуду)
Для периодических сигналов это сумма, для непериодический – интеграл.
Переход к спектру сигнала осуществляется с помощью прямого преобразования Фурье.

Рассмотрим переход к спектральному представлению в виде периодической функции:

Как известно периодическая функция удовлетворяющая условию Дирихле может быть представлена рядом гармонических функций.

По формуле Эйлера любое выражение можно представить в виде
— частота первой гармоники

— частота n-ой гармоники

— круговая частота n-ой гармоники

— комплексная амплитуда гармоники, где — фазовый спектр.

Совокупность амплитуд гармоник ряда Фурье называется амплитудным спектром, а совокупность их фаз называется фазовым спектром.

Для непериодический функции , а тогда заменяется непрерывно изменяющейся частотой => сумма заменяется интегралом.

Прямое преобразование Фурье для непериодического сигнала

Таким образом спектр непериодической функции представляется суммой бесконечного количества гармонических колебаний, частоты которых расположены бесконечно близко друг к другу.

Квантование сигнала по уровню

Количество уровней квантования определяется по формуле
n — количество разрядов
N — уровень квантования

Выбор количества уровней квантования сигналов производится на основе компромиссного подхода, учитывающего с одной стороны необходимость достаточно точного представления сигнала, что требует большого числа уровней квантования, а с другой стороны количество уровней квантования должно быть меньше, что бы разрядность кода была минимальной.

На этом я закончу свою статью, что бы не перегружать читателя лишней информацией. Удачи в начинаниях!

Преобразование цифрового ТВ сигнала в аналоговый ⁠ ⁠

Вопрос: можно ли через тюнер преобразовать цифровой антенный сигнал в аналоговый и раздать через обычный антенный провод? На даче несколько старых телевизоров, а аналоговое вещание скоро прекратится. Не хочется каждому покупать тв приставку. Хоть теоретически такое возможно?

4 года назад

К видеовыходу приставки можно подключить модулятор (примерно так https://zen.yandex.ru/media/elektrik/cifrovye-telekanaly-na-. ), и от него развести сигнал через коаксиальный кабель и разветвители на старые ТВ. Но показывать, одновременно на всех старых ТВ, будет только тот канал, который в данный момент показывает приставка. Думаю, что купить несколько приставок — самый простой и дешёвый вариант.

раскрыть ветку
4 года назад

купить нужное количество приставок. бюджетного решения нет. можно конечно купить одну приставку с аналоговым выходом и гонять один канал на всех тв.

4 года назад

блин, отдыхай уже на даче от телека)) копай грядки, бухай, ходи на пляж

раскрыть ветку
4 года назад

Если ещё актуально.
Смотрите — 1 ТВ модулятор (устройство которое из аналоговых звука/видео подаваемых на линейный вход создаёт RF канал понятный аналоговым ТВ) стоит около 1500-2000 руб.
Например:
http://www.belkatv.ru/home/modulyatory/modulyator-mt-41-terr.

И как очень верно заметили предыдущие комрады, это будет ОДИН канал, который вы (предположительно) включите на своей DVB-C(T2) приставке.
То есть, ВСЕ ваши ТВ будут показывать именно этот ОДИН канал.
(канал переключили, все ТВ «автоматом» переключились на другой канал).

Такое решение относительно удобно, если семья небольшая, но есть желание смотреть ТВ (DVD/SAT приставку) в разных комнатах, например кухня/зал/спальня.

Вы финансы уже примерно считаете ? 🙂
DVB-T2 ТВ приставки сносного качества стоят в розницу от 700 руб (за 1 шт).

Т.е. 1 не самый дорогой модулятор, стоит почти как 3 (ТРИ) приставки.

Но !
DVB-T2 приставки обеспечат НЕЗАВИСИМЫЙ просмотр на разных ТВ разных каналов.
Причём это будет заметно лучшая картинка (если все соединения и кабеля будут без «сюрпризов»).

В общем — «не изобретайте велосипед» 🙂

P.S.
Ну а если «кошелёк распирает», то цены на вменяемое оборудование под ваши запросы начинаются от 420 тысяч рублей.
http://www.belkatv.ru/home/kabelnye-stantsii/triax-tdh-800/t.

Если хочется «дорохо и бохато», то немецкая WISI готова предложить почти то же самое но за ~миллион рублей.

4 года назад

Можно, выйдете тебе это в 100500$. Приставка DVB-T2 стоит от 600 рублей, окстись!

Лучшие посты за сегодня
1 день назад

Хорошие новости⁠ ⁠

Показать полностью 3
Поддержать
14 часов назад

Мужчина: спрашивает один раз. Мальчик: ухаживает годами, оставаясь во френдзоне⁠ ⁠

Поддержать
6 часов назад

Всем тем, кому тяжело и просто устали. ⁠ ⁠

Пикабутяне. Все те, кому тяжело сейчас, устали или просто у вас черная полоса в жизни.
Самая тёмная ночь — перед рассветом!
У вас всё получится и все наладится.
Здоровья вам и вашим семьям. Мира и покоя. Будьте счастливы!

22 часа назад

Судебное решение, добило водителя, которого сделали виновным в том, что его протаранила фура⁠ ⁠

Решение суда заставило плакать водителя, который стал инвалидом после того, как встречная фура выехала на его полосу и протаранила его автомобиль, а его самого объявили виновным. Мы уже рассказывали об этой странной истории — авария произошла в декабре 2022 года. В Семеновском районе на трассе фура столкнулась сначала с легковой машиной «Хенде», затем фура — водитель которой потерял управление — вылетела на «встречку» и в неё врезался автомобиль «Фольксваген». Водитель «Фольксвагена» долгое время был в коме, но чудом он пришел в себя и выжил. Полтора года он практически не вылезает из больниц — он инвалид, едва ходит. При этом, чудом выжившего водителя даже не признали потерпевшим — сначала он был свидетелем, а потом вообще стал обвиняемым. И хотя у водителя фуры — он житель Волгограда — в крови сразу нашли наркотические вещества, странным образом — спустя 9 месяцев после аварии — был составлен протокол о том, что это водитель «Фольксвагена» был пьян во время аварии. Было возбуждено дело и в декабре 2023 года Ивана Губарева судили, лишили прав и оштрафовали. По словам адвоката водителя «Фольксвагена», который знакомился с делом — в деле отсутствуют оригиналы документов, на которых строится обвинение в алкогольном опьянении, почему-то есть лишь копии. Но суд принял решение о лишении его водительских прав и наложении штрафа. Иван Губарев возмущенный тем, что его не то что не признали потерпевшим, а из свидетеля превратили в обвиняемого, подал заявление чтобы это решение суда обжаловать. Подчеркну, что для Ивана Губарева в его состоянии права не слишком важны — он инвалид и водить физически не сможет. Он хочет добиться справедливости. Дать показания он попросил также и свидетелей, которые оказывали ему помощь после аварии.

СМИ «Сети НН» (сетевое издание), учредитель ООО «Сети НН»,
главный редактор Зудин А.Е., Свидетельство ЭЛ № ФС 77 — 66040
от 10.06.2016, выдано Роскомнадзором, 16+.

Показать полностью
18 часов назад

Коты, котятки.. у меня Рыжик скучает без сердечек⁠ ⁠

Рыжик жив здоров, будущий племенной

Показать полностью 1
9 часов назад

Авито! Какого?!⁠ ⁠

Написал мне сейчас по объявлению дитя гор.

Само тело объявления, кому интересно.

Да, возможно я ответила немного грубо, но КАКОГО ХУЯ, БЛЯТЬ, ОНИ СЧИТАЮТ НОРМОЙ ПИСАТЬ ВСЕМ ПОДРЯД С ТАКИМИ ПРЕДЛОЖЕНИЯМИ!
Два года объявлению и впервые я ответила в их стиле. В итоге угадайте что?
Правильно. Моё объявление заблокировали.
Ну а хули нам, конторе пидарасов? Правда @Avito?
Давно там не было ничего приличного. За несколько месяцев ни одного пациента. Зато таких уёбков через край!
Пошли нахуй и вы, @Avito, и ваши уёбские правила.
Аста Ла Виста, пидоры!
пы.сы.
Пикабу, родной, на этапе тегов хоть настроение поднял. Спасибо)

Показать полностью 5
8 часов назад

А еще ему без жены явно тяжело ее было воспитывать. Еще неплохо справился⁠ ⁠

Показать полностью 1
15 часов назад

Развод при поиске работы⁠ ⁠

Без рейтинга. Прошу поднять в топ.

Москва-Сити. Офис 8101. Представляются компанией «Импульс».

Вакансии: специалист отдела отчётности, руководитель отдела отчётности.

Звонят (на hh.ru не пишут). Пара вопросов, сразу назначают видео интервью через мессенджер. Берут всех, собеседование формальное. Проводила- Милена (имя из ватсаппа).

Приглашают в офис то ли на второй этап, то ли на обучение, то ли на стажировку, «вакансия горит, мы быстро растем и т.д.».

В офисе толпа народа, второе собеседование тоже формальное, не слушают ответы. В двух словах объясняют суть работы- делать отчёты по данным программы metatrader5.com , торговля на рынке форекс. Обещают оплачиваемую стажировку (800 рублей в день, потом сказали 750 и после оформления в штат).

Обучение/стажировка длится 5-7-10 дней по часу, разные сроки называли. Дают задание: на демо сервере наторговать на +1000 уе.

В конце обучения нужно сдать экзамен. Вопросы не соответствуют обучению, кандидаты заваливают этап. Соискателя начинают обрабатывать, чтобы он вложил свои деньги и начал сам торговать, он ведь уже умеет, его научили. Если денег нет, активно выпаривают кредиты от них же. Торговля ведётся с плечом равным 100, проиграл 1000 уе, должен площадке 100.000 уе.

В офисе постоянный поток соискателей, на обучении раз в час находятся 15-20 человек (то есть в день около 150). Есть и молодежь юная и люди 55+, которые, явно не сильно разбираются в вопросах биржевой торговли,поэтому прошу поднять в топ.

Информацию по ним тяжело найти. ЮЛ непонятно, сайта нет, городского телефона нет, офис в Сити арендованный. Вопрос, является ли электронная площадка, на которой нужно торговать, реальной, тоже открыт.

Обучение у меня проводил Максим Вадимович- парень 22-х лет с чистыми и честными глазами.

С первого звонка было понятно, что Скам, я даже HR-а спросил, когда видео интервью было. После первого посещения офиса ощущения подтвердились, но вечером мне набрал некий Александр, представился собственником, спросил, как прошло. Я всё рассказал, что видно, что это Скам. Александр 30 минут убеждал, что всё чисто, уговаривал пройти обучение и устроиться к ним. После первого дня обучения стало всё понятно, я ушел.

Вот про них же отзывы, ранее сидели в другом офисе.

В понедельник, попробую заехать в прокуратору Пресненского района, напишу заявление, как свидетель. Вряд ли что-то даст.

Милена, Максим Вадимович, Александр, всего плохого!

Показать полностью
Поддержать
9 часов назад

Киска Чистомэна⁠ ⁠

за 10к плюсов скидываю фото своей киски.

Поддержать
3 часа назад

Папа, не ругай⁠ ⁠

Сыну было 3,5 года. Не разговаривал, врачи поставили ЗПР, аутизм. Захожу на кухню. А он рассыпал 5кг пачку стирального порошка, сидит, как Пабло Эскобар, весь в порошке.
Меня увидел:
— Папа, не ругай
А я сижу и реву. От счастья. Потому что вчера врач категорично заявила, что сын никогда не будет в контакте. » Он в своем мире и никого в него не пустит. Но и сам из него не выйдет»
Прошло 10 лет. Сыну почти 14. Молодой, красивый парень. Краснодеревщик ( учится), девушка есть.
Я счастлив

Поддержать
12 часов назад

Аналоговые чудеса⁠ ⁠

Ща захожу в коферум на работе , стоит айтишник передо мной из отдела разработок. Дрочит кофемашину, тихонько блякает себе под нос. Говорю, Паш, что ты от нее хочешь? Я грит, хочу флэт уайт, в американо молока налить типа. А тут только капучино, латте или вспененное молоко в режимах , как мне просто налить молока то?
Смотрю на него, вижу, и правда, всерьёз озадачен. Не отводя взгляд беру пакет молока, наливаю. Говорю: хватит?
Вы бы видели эти глаза.

17 часов назад

Детский требушет 0_о⁠ ⁠

Интересно, насколько далеко может метать?

Показать полностью 1
15 часов назад

Ответ на пост «Худшая смерть»⁠ ⁠

В детстве, мы с друзьями лазали по финским дотам. На карельском перешейке мощная система из огневых точек, бронированных колпаков, бетонных траншей, и непосредственно самих ДОТов.
Так как война закончилась относительно недавно, всё это хозяйство было вполне себе бодрым, набитым разными «полезными» вещами для мальчишек.

Над тем дотом, куда мы полезли в тот день, был бетонный козырёк, который подорвали наши сапёры сразу же после войны. Упав, козырёк перекрыл вход в укрепление, осталась только узкая щель, куда взрослому не пролезть, а нам в самый раз.
Внутри было холодно , влажность высокая, стены покрыты красивой белой плесенью. Сохранились абсолютно все коммуникации, даже стол и стулья. На стене висели переговорные устройства, валялось множество гильз и патронов, какие-то вещи и тряпки с ящиками.
И был ход, длиной метров семь -десять. Треугольного сечения. Часть стены обвалилась внутрь, перекрыв ход, но опять-таки, если постараться, то попробовать пролезть было можно.
И я полез. Лезть можно было только лёжа на спине.
Сначала, я зацепился спиной за толстенную арматуру, и долго ворочался, чтобы вырваться.
Потом, когда я практически миновал препятствие, я чуть не оборвался в колодец. Да-да, там был глубокий колодец, на дне которого поблескивала вода. Глубина не меньше десяти метров, узкий, бетонный колодец, гладкими стенами. Упав туда, я бы точно не выжил.
Но повезло. За колодцем было хорошее пространство, но проход дальше был обвален окончательно, и я решил вернуться.
Вот тут-то я и застрял.
Из-за того, что мне пришлось возвращаться и влезать под обвал бетонной стены сразу же за колодцем, я полез не на спине, а на животе.
Но выгнуть спину, чтобы вползти оказалось невозможно!
И хода назад нет — я попадаю в колодец, и зацепиться не могу (руки в щели остаются). И вперёд не могу ползти, потому что спину надо гнуть почти под прямым углом. Ещё и карманы были набиты патронами как пузыри, пули впивались в бедра, как иглы ерша против хода.
Вот тут-то меня паника и настигла.
И воздуха нет, нет пространства. И кричать невозможно, всё сдавливает со всех сторон.
Ребята пытаются меня тянуть, а я ещё больше застреваю!
Конечно, я заплакал. Я понял, что тут и сдохну, полными карманами патронов..
Я начал звать на помощь, орал, что я застрял навсегда и теперь тут умру! Кричал, чтобы позвали каких-нибудь взрослых, хотя понимал, что никаких взрослых в округе нет и быть не может.
В панике я начал дёргаться, пытаться извиваться, парни рванули из всех сил. И получилось!
Весь оборванный, грязный, с кровоточащими ногами, я всё-таки вывалился из этой дыры.
Насколько я понимаю, всё это действие заняло не больше минуты, но мне показалось вечностью!
Страху натерпелся невероятно.
Сейчас мне много лет. Но я отчётливо помню тот страх.
Невероятно отчётливо.

Arduino.ru

Необходимо преобразовать цифровой сигнал с датчика расхода воды в аналоговый импульс для насоса (для добавление реагентов при наполнении бассейна). Насос TEKNA EVO 603 с аналоговым входом. На данный момент получается снимать сигнал с датчика воды и выводить его на монитор. Теперь нужно что бы на n входящих цифровых импульсов, Arduino выдавал n аналоговых сигналов на насос.

Подскажите образец скетча или в какую сторону копать (прогуглил все, везде только преобразование аналоговых в цифровой)

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 08:20
Зарегистрирован: 19.10.2016

Как должен выглядеть» аналоговый сигнал для насоса»?

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 09:32
Зарегистрирован: 23.11.2016

Прочитай инструкцию. У насоса есть режим дозации по импульсам.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 10:03
Зарегистрирован: 15.06.2021

Как я понял, просто замыкание цепи.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 10:14
Зарегистрирован: 15.06.2021

Изучил вдоль и поперёк) Известно: подключение датчика импульса (аналоговый, замыкание цепи) и разъёмы для этого. Размер одного впрыска (0,42 мл, до 160 впрыском в минуту, мне нужно 6 впрыском на литр). Счётчик даёт примерно 5-6 цифровых импульсов на литр. Итого, соотношение примерно 1:1

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 10:29

Зарегистрирован: 20.06.2015
Prartlab пишет:

Изучил вдоль и поперёк) Известно: подключение датчика импульса (аналоговый, замыкание цепи) и разъёмы для этого. Размер одного впрыска (0,42 мл, до 160 впрыском в минуту, мне нужно 6 впрыском на литр). Счётчик даёт примерно 5-6 цифровых импульсов на литр. Итого, соотношение примерно 1:1

Открою страшную тайну: любые цифровые сигналы они внутри тоже аналоговые.

Чтобы понять, можно ли требуемое сделать на Ардуино (и, если можно, — то как), нужно знать характеристики аналогового импульса, в первую очередь длительность, полярность и амплитуду. В принципе, может быть важна и форма.

В любом случае — разместите в теме осциллограмму требуемого сигнала, это наиболее простой способ сориентироваться.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 10:32
Зарегистрирован: 15.06.2021
andriano пишет:
Prartlab пишет:

Изучил вдоль и поперёк) Известно: подключение датчика импульса (аналоговый, замыкание цепи) и разъёмы для этого. Размер одного впрыска (0,42 мл, до 160 впрыском в минуту, мне нужно 6 впрыском на литр). Счётчик даёт примерно 5-6 цифровых импульсов на литр. Итого, соотношение примерно 1:1

Открою страшную тайну: любые цифровые сигналы они внутри тоже аналоговые.

Чтобы понять, можно требуемое сделать на Ардуино (и, если можно, — то как), нужно знать характеристики аналогового импульса, в первую очередь длительность, полярность и амплитуду. В принципе, может быть важна и форма.

В любом случае — разместите в теме осциллограмму требуемого сигнала, это наиболее простой способ сориентироваться.

Спасибо! Действительно не знал, далекий я от этого человек(((
сделать ​осциллограмму нет возможности, про сигнал тоже ничего не нашел( Есть инструкция по подключению аналогового датчика воды, он просто замыкает геркон (время замыкания пока не нашёл), это наталкнуло на идею просто поставить реле)

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 10:35
Зарегистрирован: 15.06.2021

1. Соотношение «примерно», нужна возможность менять соотношение, например на 4 импульса с датчика 6 импульсов на насос.

2. К ардуино будет подключён ещё один датчик впоследствии, и тогда впрыск будет идти при замыкании обоих.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 10:54

Зарегистрирован: 20.06.2015
Prartlab пишет:

сделать ​осциллограмму нет возможности, про сигнал тоже ничего не нашел( Есть инструкция по подключению аналогового датчика воды, он просто замыкает геркон (время замыкания пока не нашёл), это наталкнуло на идею просто поставить реле)

Реле, щелкающее несколько раз в секунду — это далеко не лучшее решение. Вполне вероятно, его можно заменить полевым или биполярным транзистором. В крайнем случае — оптопарой. Но, опять же, нужно знать напряжения и токи.

Prartlab пишет:

1. Соотношение «примерно», нужна возможность менять соотношение, например на 4 импульса с датчика 6 импульсов на насос.

Универсально решения здесь не существует. Важны детали.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 11:16
Зарегистрирован: 19.10.2016

Если в каком-то варианте применим геркон со счетчика воды, то скорее всего там не 230V и не амперные токи. Можно начать с оптопары — просто ей поподавать импульсы. Будет работать — лепить дальше. А сгорит — ну, минус 25рэ.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 11:38
Зарегистрирован: 23.11.2016
sadman41 пишет:

А сгорит — ну, минус 25рэ.

из золота у тебя оптопара, что ли

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 11:43
Зарегистрирован: 26.05.2017
Prartlab пишет:

Есть инструкция по подключению аналогового датчика воды, он просто замыкает геркон (время замыкания пока не нашёл), это наталкнуло на идею просто поставить реле)

простите, а откуда вы взяли слово «аналоговый» ? Датчик , который просто замыкает и размыкает геркон — никакой не «аналоговый», не путайте людей. «Аналоговый» — это датчик, выдающий разное напряжение или разный ток в зависимости от расхода воды. У вас в инструкции обычных контактный выключатель, походу

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 11:52
Зарегистрирован: 15.06.2021
b707 пишет:

простите, а откуда вы взяли слово «аналоговый» ? Датчик , который просто замыкает и размыкает геркон — никакой не «аналоговый», не путайте людей. «Аналоговый» — это датчик, выдающий разное напряжение или разный ток в зависимости от расхода воды. У вас в инструкции обычных контактный выключатель, походу

Все что есть в инструкции:

4. При эксплуатации насоса в пропорциональном режиме врежьте в линию водосчетчик с импульсным выходом (аналоговый датчик) и подключите его кабелем к соответствующим клеммам разъема насоса-дозатора.

5. При наличии поплавкового датчика уровня дозирующего раствора и датчика потока дозируемого раствора (опции), подключите их кабелями к соответствующим клеммам насоса. Поплавок датчика уровня раствора должен находиться выше верхнего края фильтра на линии всасывания.

6. Подключите насос-дозатор к электросети 220 В 50 Гц.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 11:55
Зарегистрирован: 26.05.2017
Prartlab пишет:

4. При эксплуатации насоса в пропорциональном режиме врежьте в линию водосчетчик с импульсным выходом (аналоговый датчик) и подключите его кабелем к соответствующим клеммам разъема насоса-дозатора.

так стало значительно понятнее.

и чем вас этот вариант не устраивает? — Судя по инструкции, ваш насос без всяких посредников имеет понимать импульсные сигналы с датчика

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 12:06
Зарегистрирован: 15.06.2021
b707 пишет:
Prartlab пишет:

4. При эксплуатации насоса в пропорциональном режиме врежьте в линию водосчетчик с импульсным выходом (аналоговый датчик) и подключите его кабелем к соответствующим клеммам разъема насоса-дозатора.

так стало значительно понятнее.

и чем вас этот вариант не устраивает? — Судя по инструкции, ваш насос без всяких посредников имеет понимать импульсные сигналы с датчика

1. У меня в итоге будет три разных датчика, цепь будет замыкаться при выполнении сценария для всех трех.

2. Более точная регулировка ответа на импульсы с датчика потока

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 12:17

Зарегистрирован: 15.03.2016

Не совсем понятно желание пристроить к промышленному насосу за 30 тыр продукт рукоблудия на Ардуино за 400 р. ;)))

Я не против рукоблудия, как такового, сам регулярно что-то делаю на ардуинке, но для себя, а не для промышленной эксплуатации. Было бы понятно изготовление системы подачи реагентов целиком от насосов с Али и датчиков оттуда же, но если часть уже «заводская», да еще и за такие деньги, то как-то странно пристраивать туда Ардуинку.

Ну и тоже важно: если это не частный бассейн, а общественный или для разведения рыбы на продажу, то в случае чего нехорошего можно ведь и присесть ненадолго. А ну как ардуинка охренеет (что очень вероятно при показанном тобой уровне) и подаст максимум какой-то хрени в воду? Или наоборот, не подаст ту, что нужна?

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 12:20

Зарегистрирован: 15.03.2016
Prartlab пишет:
b707 пишет:
Prartlab пишет:

4. При эксплуатации насоса в пропорциональном режиме врежьте в линию водосчетчик с импульсным выходом (аналоговый датчик) и подключите его кабелем к соответствующим клеммам разъема насоса-дозатора.

так стало значительно понятнее.

и чем вас этот вариант не устраивает? — Судя по инструкции, ваш насос без всяких посредников имеет понимать импульсные сигналы с датчика

1. У меня в итоге будет три разных датчика, цепь будет замыкаться при выполнении сценария для всех трех.

2. Более точная регулировка ответа на импульсы с датчика потока

Просто измерь напряжение на контактах входа насоса. Или принеси насос любому электронщику и объясни задачу, если сам не можешь. У насоса есть еще вход 4-20 мА. Короче решений — вагон. Но сама идея и цель пока выглядят вполне нелепо.

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 12:39
Зарегистрирован: 15.06.2021
wdrakula пишет:
Prartlab пишет:
b707 пишет:
Prartlab пишет:

4. При эксплуатации насоса в пропорциональном режиме врежьте в линию водосчетчик с импульсным выходом (аналоговый датчик) и подключите его кабелем к соответствующим клеммам разъема насоса-дозатора.

так стало значительно понятнее.

и чем вас этот вариант не устраивает? — Судя по инструкции, ваш насос без всяких посредников имеет понимать импульсные сигналы с датчика

1. У меня в итоге будет три разных датчика, цепь будет замыкаться при выполнении сценария для всех трех.

2. Более точная регулировка ответа на импульсы с датчика потока

Просто измерь напряжение на контактах входа насоса. Или принеси насос любому электронщику и объясни задачу, если сам не можешь. У насоса есть еще вход 4-20 мА. Короче решений — вагон. Но сама идея и цель пока выглядят вполне нелепо.

Напряжение 4.9 V

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Втр, 15/06/2021 — 12:43
Зарегистрирован: 15.06.2021
wdrakula пишет:

Не совсем понятно желание пристроить к промышленному насосу за 30 тыр продукт рукоблудия на Ардуино за 400 р. ;)))

Я не против рукоблудия, как такового, сам регулярно что-то делаю на ардуинке, но для себя, а не для промышленной эксплуатации. Было бы понятно изготовление системы подачи реагентов целиком от насосов с Али и датчиков оттуда же, но если часть уже «заводская», да еще и за такие деньги, то как-то странно пристраивать туда Ардуинку.

Ну и тоже важно: если это не частный бассейн, а общественный или для разведения рыбы на продажу, то в случае чего нехорошего можно ведь и присесть ненадолго. А ну как ардуинка охренеет (что очень вероятно при показанном тобой уровне) и подаст максимум какой-то хрени в воду? Или наоборот, не подаст ту, что нужна?

Подходящего контроллера не нашел, вот в чера в Чип и Дип Ардуино посоветовали

Бассейн мой, частный, так что переживать не надо)

• Войдите на сайт для отправки комментариев

Как происходит преобразование аналогового сигнала в цифровой

В электронике сигналы делят на: аналоговые, дискретные и цифровые. Начнем с того, что все, что мы чувствуем, видим, слышим в большинстве своем является аналоговым сигналом, а то, что видит процессор компьютера – это цифровой сигнал. Звучит не совсем понятно, поэтому давайте разбираться с этими определениями и с тем как один вид сигналов преобразовывается в другой.

Содержание статьи

• Типы сигналов
• Аналогово-цифровое преобразование
• Как происходит преобразование?
• Аналогово-цифровые преобразователи
• Обучение программированию и созданию устройств на микроконтроллерах AVR

Типы сигналов

В электрическом представлении аналоговый сигнал, судя по его названию, является аналогом реальной величины. Например, вы чувствуете температуру окружающей среды постоянно, на протяжении всей жизни. Нет никаких перерывов. При этом вы чувствуете не только два уровня «горячо» и «холодно», а бесконечное число ощущений, которые описывают эту величину.

Для человека «холодно» может быть по разному, это и осенняя прохлада и зимний мороз, и легкие заморозки, но не всегда «холодно» это отрицательная температура, как и «тепло» — не всегда положительная температура.

Отсюда следует, что у аналогового сигнала две особенности:

1. Непрерывность во времени.

2. Число величин сигнала стремится к бесконечности, т.е. аналоговый сигнал нельзя точно поделить на части или проградуировать, разбив шкалу на конкретные участки. Способы измерения – основаны на единице измерений, и их точность зависит лишь от цены деления шкалы, чем она меньше, тем точнее измерение.

Дискретные сигналы – это сигналы, которые представляют собой последовательность отчетов или измерений какой-либо величины. Измерения таких сигналов не непрерывны, а периодичны.

Попытаюсь объяснить. Если вы установили термометр где-нибудь он измеряет аналоговую величину – это следует из вышеописанного. Но вы, фактически следя за его показаниями, получаете дискретную информацию. Дискретный – значит отдельный.

Например, вы проснулись и узнали, сколько градусов на термометре, в следующий раз вы на него посмотрели на градусник в полдень, и третий раз вечером. Вы не знаете, с какой скоростью изменялась температура, равномерно, или резким скачком, вы знаете только данные в тот момент времени, который наблюдали.

Цифровые сигналы – это набор уровней, типа 1 и 0, высокий и низкий, есть или нет. Глубина отражения информации в цифровом виде ограничена разрядностью цифрового устройства (набора логики, микроконтроллера, процессора etc.) Получается что для хранения булевых данных он подходит идеально. Пример, можно привести следующий, для хранений данных типа «День» и «Ночь», достаточно 1 бита информации.

Бит – это минимальная величина представления информации в цифровом виде, в нём может храниться только два типа значений 1 (логическая единица, высокий уровень), или 0 (логический ноль, низкий уровень).

В электронике бит информации представляется в виде низкого уровня напряжения (близкое к 0) и высокого уровня напряжения (зависит от конкретного устройства, часто совпадает с напряжением питания данного цифрового узла, типовые значения – 1.7, 3.3. 5В, 15В).

Все промежуточные значения между принятыми низким и высоким уровнем являются переходной областью и могут не обладать конкретным значением, в зависимости от схемотехники, как устройства в целом, так и внутренней схемы микроконтроллера (или любого другого цифрового устройства) могут иметь разный переходный уровень, например для 5-тивольтовой логики за ноль могут приниматься значения напряжения от 0 до 0.8В, а за единицу от 2В до 5В, при этом промежуток между 0.8 и 2В – это неопределенная зона, фактически с ее помощью отделяется ноль от единицы.

Чем более точные и ёмкие значения нужно хранить, тем больше нужно бит, приведем таблицу-пример с отображением в цифровом виде четырёх значений времени суток:

Ночь – Утро – День – Вечер

Для этого нам нужно уже 2 бита:

Аналогово-цифровое преобразование

В общем случае аналогово-цифровым преобразованием называется процесс перевода физической величины в цифровое значение. Цифровым значением является набор единиц и нолей воспринятых обрабатывающим устройством.

Такое преобразование нужно для взаимодействия цифровой техники с окружающей средой.

Так как аналоговый электрический сигнал повторяет своей формой входной сигнал, он не может быть записан в цифровом виде «так как есть» поскольку он имеет бесконечное число значений. Примером можно привести процесс записи звука. Он в первичном виде выглядит так:

Он представляет собой сумму волн с различными частотами. Которые, при разложении по частотам (подробнее об этом смотрите преобразования Фурье), так или иначе, можно приблизить к похожей картинке:

Теперь попробуйте это представить в виде набора типа «111100101010100», довольно сложно, не так ли?

Другим примером необходимости преобразования аналоговой величины в цифровую, является её измерение: электронные термометры, вольтметры, амперметры и прочие измерительные приборы взаимодействую с аналоговыми величинами.

Как происходит преобразование?

Сначала посмотрите на схему типового преобразования аналогового сигнала в цифровой и обратно. Позже мы к ней вернемся.

Фактически это сложный процесс, который состоит из двух основных этапов:

1. Дискретизация сигнала.

2. Квантование по уровню.

Дискретизация сигнала это определения промежутков времени, на которых измеряется сигнал. Чем короче эти промежутки – тем точнее измерение. Периодом дискретизации (Т) называется отрезок времени от начала считывания данных до его конца. Частота дискретизации (f) – это обратная величина:

После считывания сигнала происходит его обработка и сохранение в память.

Получается, что за время, которое считываются и обрабатываются показания сигнала, он может измениться, таким образом, происходит искажение измеряемой величины. Есть такая теорема Котельникова и из нее вытекает такое правило:

Частота дискретизации должны быть как минимум в 2 раза больше чем частота дискретизируемого сигнала.

Это скриншот из википедии, с выдержкой из теоремы.

Для определения численного значение необходимо квантование по уровню. Квант – это определенный промежуток измеряемых значений, усреднено приведенный к определенному числу.

Т.е. сигналы величиной от X1 до X2, условно приравнивается к определенному значению Xy. Это напоминает цену деления стрелочного измерительного прибора. Когда вы снимаете показания, зачастую вы их равняете по ближайшей отметке на шкале прибора.

Так и с квантованием по уровню, чем больше квантов, тем более точные измерения и тем больше знаков после запятой (сотых, тысячных и так далее значений) они могут содержать.

Точнее сказать число знаков после запятой скорее определяется разрядностью АЦП.

На картинке изображен процесс квантования сигнала с помощью одного бита информации, как я описывал выше, когда при превышении определенного предела принимается значение высокого уровня.

Справа показано квантование сигнала, и запись в виде двух бит данных. Как видите, этот фрагмент сигнала разбит уже на четыре значения. Получается, что в результате плавный аналоговый сигнал превратился в цифровой «ступенчатый» сигнал.

Количество уровней квантования определяется по формуле:

Где n — количество разрядов, N — уровень квантования.

Вот пример сигнала разбитого на большее число квантов:

Отсюда очень хорошо видно, что чем чаще снимаются значения сигнала (больше частота дискретизации), тем точнее он измеряется.

На этой картинке изображено преобразование аналогового сигнала в цифровой вид, а слева от оси ординат (вертикальной оси) запись в цифровом 8-битном виде.

Аналогово-цифровые преобразователи

АЦП или Аналогово-цифровой преобразователь может выполняться в виде отдельного устройства или быть встроенным в микроконтроллер.

Ранее в микроконтроллеры, например семейства MCS-51, не содержали в своем составе АЦП, использовалась для этого внешняя микросхема и возникала необходимость писать подпрограмму обработки значений внешней ИМС.

Сейчас они есть в большинстве современных микроконтроллеров, например AVR AtMEGA328, который является основой большинства популярных плат Ардуино, он встроен в сам МК. На языке Arduino чтение аналоговых данных осуществляется просто – командой AnalogRead(). Хотя в микропроцессоре, который установлен в той же не менее популярной Raspberry PI его нет, так что не все так однозначно.

Фактически существует большое число вариантов аналогово-цифровых преобразователей, у каждого из которых есть свои недостатки и преимущества. Описывать которые в пределах этой статьи не имеет особого смысла, так как это большой объём материала. Рассмотрим лишь общую структуру некоторых из них.

Самым старым запатентованным вариантом АЦП, является патент Paul M. Rainey, «Facsimile Telegraph System,» U.S. Patent 1,608,527, Filed July 20, 1921, Issued November 30, 1926. Это 5-ти битный АЦП прямого преобразования. Из названия патента приходят мысли о том, что использование этого прибора было связано с передачей данных через телеграф.

Если говорить о современных АЦП прямого преобразования имеют следующую схему:

Отсюда видно, что вход представляет собой цепочку из компараторов, которые на выходе своем выдают сигнал при пересечении какого-то порогового сигнала. Это и есть разрядность и квантование. Кто хоть немного силен в схемотехнике, увидел этот очевидный факт.

Кто не силен, то входная цепь работает таким образом:

Аналоговый сигнал поступает на вход «+», на все сразу. На выходы с обозначением «-» поступает опорное напряжение, которое раскладывается с помощью цепочки резисторов (резистивного делителя) на ряд опорных напряжений. К примеру, ряд для этой цепи выглядит наподобие такого соотношения:

Urefi=(1/16, 3/16, 5/16, 7/16, 9/16, 11/16, 13/16)*Uref

В скобках через запятую указано, какую часть от общего опорного напряжения Uref подают на вход каждого входного напряжения.

Т.е. каждый из элементов имеет два входа, когда напряжение на входе со знаком «+» превышает напряжение на входе со знаком «-», то на его выходе появляется логическая единица. Когда на положительном (неинвертирующем) входе напряжение меньше, чем на отрицательно (инвертирующем), то на выходе – ноль.

Напряжение делиться таким образом, чтобы входное напряжение разбить на нужное количество разрядов. При достижении напряжения на входе на выходе соответствующего элемента появляется сигнал, схема обработки выводит «правильный» сигнал в цифровом виде.

Такой компаратор хорош скоростью обработки данных, все элементы входной цепи срабатывают параллельно, основная задержка этого вида АЦП формируется из задержки 1 компаратора (все же одновременно параллельно срабатывают) и задержки шифратор.

Однако есть огромный недостаток параллельных цепей – это необходимость большого числа компараторов, для получения АЦП высокой разрядности. Чтобы получить, например 8 разрядов, нужно 2^8 компараторов, а это целых 256 штук. Для десятиразрядного (в ардуино 10-разрядный АЦП, кстати, но другого типа) нужно 1024 компаратора. Судите сами о целесообразности такого варианта обработки, и где он может понадобиться.

Есть и другие виды АЦП:

• последовательного приближения;
• дельта-сигма АЦП.

Преобразование аналогового сигнала в цифровой нужно для считывания параметров с аналоговых датчиков. Есть отдельный вид цифровых датчиков, они представляют собой либо интегральные микросхемы, например DS18b20 – на его выходе уже цифровой сигнал и его можно обрабатывать любыми микроконтроллерами или микропроцессорами без необходимости применения АЦП, или аналоговый датчик на плате на которой уже размещен свой преобразователь. У каждого типа датчиков есть свои плюсы и минусы, такие как помехоустойчивость и погрешность измерений.

Знание принципов преобразование обязательно для всех кто работает с микроконтроллерами, ведь не в каждой даже современной системе встроены такие преобразователи, приходится использовать внешние микросхемы. Для примера можно привести такую плату, разработанную специально под GPIO-разъём Raspberry PI, с прецизионным АЦП на ADS1256.

Обучение программированию и созданию устройств на микроконтроллерах AVR

У электронщиков, специализирующихся на проектировании микроконтроллерных устройств, существует термин «быстрый старт » . Относится он к случаю, когда надо в короткий срок опробовать микроконтроллер и заставить его выполнять простейшие задачи.

Цель состоит в том, чтобы, не углубляясь в подробности, освоить технологию программирования и быстро получить конкретный результат. Полное представление, навыки и умения появятся позже в процессе работы.

Освоить работу с микроконтроллерами в режиме «быстрый старт», научиться их программировать и создавать различные полезные умные электронные устройства можно легко с помощью обучающих видеокурсов Максима Селиванова в которых все основные моменты разложены по полочкам.

Методика быстрого изучения принципов работы с микроконтроллерами основывается на том, что достаточно освоить базовую микросхему, чтобы затем достаточно уверенно составлять программы к другим ее разновидностям. Благодаря этому первые опыты по программировании микроконтроллеров проходят без особых затруднений. Получив базовае знания можно приступать к разработке собственных конструкций.

На данный момент у Максима Селиванова есть 4 курса по созданию устройств на микроконтроллерах, построенные по принципу от простого к сложному.

Курс для тех, кто уже знаком с основами электроники и программирования, кто знает базовые электронные компоненты, собирает простые схемы, умеет держать паяльник и желает перейти на качественно новый уровень, но постоянно откладывает этот переход из-за сложностей в освоении нового материала.

Курс замечательно подойдет и тем, кто только недавно предпринял первые попытки изучить программирование микроконтроллеров, но уже готов все бросить от того, что у него ничего не работает или работает, но не так как ему нужно (знакомо?!).

Курс будет полезен и тем, кто уже собирает простенькие (а может и не очень) схемы на микроконтроллерах, но плохо понимает суть того как микроконтроллер работает и как взаимодействует с внешними устройствами.

Курс посвящен обучению программирования микроконтроллеров на языке Си. Отличительная особенность курса — изучение языка на очень глубоком уровне. Обучение происходит на примере микроконтроллеров AVR. Но, в принципе, подойдет и для тех, кто использует другие микроконтроллеры.

Курс рассчитан на подготовленного слушателя. То есть, в курсе не рассматриваются базовые основы информатики и электроники и микроконтроллеров. Но, что бы освоить курс понадобятся минимальные знания по программированию микроконтроллеров AVR на любом языке. Знания электроники желательны, но не обязательны.

Курс идеально подойдет тем, кто только начал изучать программирование AVR микроконтроллеров на языке С и хочет углубить свои знания. Хорошо подойдет и тем, кто немного умеет программировать микроконтроллеры на других языках. И еще подойдет обычным программистам, которые хотят углубить знания в языке Си.

Этот курс для тех, кто не хочет ограничиваться в своем развитии простыми или готовыми примерами. Курс отлично подойдет тем, кому важно создание интересных устройств с полным пониманием того, как они работают. Курс хорошо подойдет и тем, кто уже знаком с программированием микроконтроллеров на языке Си и тем, кто уже давно программирует их.

Материал курса прежде всего ориентирован на практику использования. Рассматриваются следующие темы: радиочастотная идентификация, воспроизведение звука, беспроводной обмен данными, работа с цветными TFT дисплеями, сенсорным экраном, работа с файловой системой FAT SD-карты.

Дисплеи NEXTION представляют собой программируемые дисплеи с тачскрином и UART для создания самых разных интерфейсов на экране. Для программирования используется очень удобная и простая среда разработки, которая позволяет создавать даже очень сложные интерфейсы для различной электроники буквально за пару вечеров! А все команды передаются через интерфейс UART на микроконтроллер или компьютер. Материал курса составлен по принципу от простого к сложному.

Этот курс рассчитан на тех, кто хотя бы немного имеет опыта в программировании микроконтроллеров или arduino. Курс отлично подойдет и для тех, кто уже пытался изучать дисплеи Nextion . Из курса вы узнаете много новой информации, даже если думаете, что хорошо изучили дисплей!

Приближается осень, а вместе с ней наступит День знаний! Это отличная пора для новых дел, идей и начинаний и самое время для обучения. Используйте это время с пользой для прокачки своих знаний!

Полный курс обучения программированию микроконтроллеров со скидкой: Все 4 курса со скидкой

• Мощность резистора: обозначение на схеме, как увеличить, что делать, если нет подходящего
• Как проверить диодный мост
• Вся правда о регулировке яркости светодиодных ламп: диммеры, драйверы и теория

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Практическая электроника

Подписывайтесь на канал в Telegram про электронику для профессионалов и любителей: Практическая электроника на каждый день

Поделитесь этой статьей с друзьями: