يعتمد كل استدعاء لدالة analogRead() في كود أردوينو على قطعة عتاد تقوم بعمل حقيقي خلف الكواليس: محول تناظري إلى رقمي (ADC)، يترجم الجهود المستمرة من العالم الحقيقي التي ينتجها حساس ما إلى أرقام منفصلة يستطيع المتحكم معالجتها فعليًا.
ما الذي يربطه
العالم الفيزيائي، من حرارة وضوء وصوت وضغط، مستمر بطبيعته، بينما لا يفهم المتحكم سوى الأرقام الثنائية. يتولى ADC الخطوة الوسطى، لكن فقط للجهد؛ أي كمية فيزيائية أخرى يجب تحويلها إلى جهد أولًا، وهذا بالضبط ما تقوم به حساسات مثل الثرمستور أو LDR قبل أن تصل الإشارة إلى ADC أصلًا.
الدقة: كيف يُقسَّم النطاق
محوّل 10-bit ينتج أكوادًا من 0 إلى 1023، أي 1024 مستوى تكميم. قيمة LSB المثالية تساوي جهد المرجع مقسومًا على 1024، بينما تتوقف صيغة تحويل الكود إلى جهد عند طرف المجال على تعريف المحول وطريقة التقريب.
القنوات
القناة (Channel) هي ببساطة منفذ واحد قادر على أخذ قراءة تناظرية. لوحة بها ست قنوات تناظرية تستطيع قراءة ستة جهود تناظرية مستقلة، يُحوَّل كل منها على حدة.
جهد المرجع وحدوده
المرجع يحدد مجال القياس، لكنه لا يرفع الحد الأقصى المسموح لمنفذ المتحكم. لا تتجاوز الحدود المطلقة؛ استخدم مقسم جهد ومقاومة وحماية مناسبة، وقِس المرجع الحقيقي أو استخدم مرجعًا أدق عند الحاجة.
الحسابات
على محول 10 بت بمرجع 5 فولت، يتحول دخل فعلي بقيمة 4 فولت إلى قراءة رقمية تقارب 820. وللاتجاه المعاكس، من قراءة خام إلى جهد فعلي، تُستخدم المعادلة: الجهد = (القراءة الرقمية × جهد المرجع) ÷ الدقة.
الحد العملي
لا يستطيع محول ADC القياسي قياس جهد أعلى من جهد تشغيل المتحكم نفسه. قراءة أي شيء أعلى من ذلك، كمصدر 12 فولت مع أردوينو يعمل بـ5 فولت، تحتاج دائرة مقسّم جهد أولًا لخفضه إلى نطاق آمن وقابل للقياس.
يمكنك إيجاد لوحات أردوينو ووحدات الحساسات ضمن متجر Juthour Tech.
اترك تعليقا