Analog indgang

2026-10-24T11:29:07Z

Bent: /* Bit-opløsningens betydning */

En analog indgang på en [[mikrocontroller]] er lavet for at kunne registrere og arbejde med analoge værdier i mikrocontrollerens program, selvom den i naturen er digital.

==AD-konvertering==
For at en mikrocontroller kan arbejde med analoge værdier skal der ske en analog til digital konvertering ([[#AD-konvertering]]), der konverterer den analoge indgangsspænding til en digital værdi med en eller anden opløsning.

Man kan i princippet arbejde med en ekstern AD-konverter som en [[Mcp3201]] eller en [[Mcp3208]], der begge er 12 bits AD-konvertere som altså giver tal fra 0 til 4095 over det analoge referenceområde som er angivet ved en [[analog reference]].

I dag har mange mikrocontrollere indbyggede AD-konvertere som typisk har 10 bit opløsning, hvilket give et talområde fra 0 til 1023. Se mere om [[#Bit-opløsningsens betydning]].

På engelsk betegnes AD-konvertering ADC.

Hvis de spændinger man skal måle på, er højere end hvad AD-konverteren kan håndtere, man man anvende en [[Spændingsdeler]] der neddeler spændingen.

Hvis de spændinger man skal måle på er meget små, kan man vælge at forstærke signalet op inden det AD-konverteres. Det kan f.eks. ske med en [[Mikrofonforstærker]].

===Bit-opløsningens betydning===
En AD-konverter arbejder i f.eks. 10 bit. Det betyder, at der er 10 bit til rådighed til at repræsentere den spænding der bliver målt. Med 10 bit kan vi repræsentere <math>2^{10} = 1024</math> værdier eller step.

Hvis spændingen som AD-konverteren måler er 0 V, konverteres dette til en heltalsværdi på 0 (step 0). Hvis spændingen som AD-konverteren måler er 5 V (dvs. den maksimale spænding som AD-konverteren i en Arduino kan måle), giver det en værdi på 1023 (step 1023). Der er altså 1024 steps til at repræsentere spændingerne mellem 0 V og 5 V.

Man kan beregne hvor stor en spænding hvert step dækker over:

<math>U_{step} = \frac{5 V}{1023 step} = 0,00489 \frac{V}{step} = 4,89 \frac{mV}{step}</math>

Hvis AD-konverteren giver heltallet 688 som output (dvs. step 688), kan man beregne, hvor stor en spænding der var på det analoge input:

<math>U_{ADC} = n_{step} \cdot U_{step} = 688 \text{step} \cdot 4,89 \frac{mV}{step} = 3,36 V</math>

Når et step dækker over 4,89 mV, så skal man være opmærksom på at man ikke kan måle med større præcision end det - hvis man ønsker mindre step end det, så kan man gå to veje:

#Enten tilslutte en anden AD-konverter med større Bit-opløsning (fx. en 16 bit converter der har 0,067 mV pr. step)
#Eller lave analog forstærkning af signalet på fx. 10 gange, så man får 0,489 mV pr. step - det betyder så at man kun kan måle i et område fra 0 til 0,5 V.

==Arduino Analoge indgange==
I arduinoen er det ganske enkelt at anvende analoge indgange<ref>[http://arduino.cc/en/Reference/AnalogRead AnalogRead reference]</ref>, da man kan gøre det med en enkelt kommando:
<source lang="c">
int ADtal;
ADtal = analogRead(kanal);
</source>
Her er ADtal blot en [[variabel]] der gemmer det tal fra 0 til 1023 som den analoge indgangs AD-konverter svarer med, når analogRead() kaldes.

[[Parameter]]en kanal angiver hvilken analog indgang man vil læse, og er på arduino UNO blot et tal fra 0 til 5, hvilket svarer til A0 - A5 som det er angivet ved stikforbindelserne på boardet.

[[fil:Arduino-power-analog.png|500px|Arduino UNO Rev. 3 med analoge indgange]] 
''Arduino UNO rev. 3 med analoge indgange A0 til A5''

Eksempler på anvendelser er angivet i [[Arduino Serial]] og [[Arduino AnalogInput]].

==PIC Analoge indgange==
Det er ikke alle de PIC-typer vi har ved Holstebro HTX der har AD-konvertere indbygget, men følgende typer har, og anvender til AD-konvertering det angivne bibliotek
{|class="wikitable"
|-
!PIC-type!!Bibliotek
|-
|[[PIC12F675]] || [[ADC_holst]]
|-
|[[PIC16F684]] || [[ADC_holst]]
|-
|[[PIC16F690]] || [[ADC_holst]]
|-
|[[PIC16F877]] || [[ADC]]
|}

==Referencer==
<references />

{{PIC}}

{{Arduino Elektrisk}}
[[Kategori:Arduino Analog]]
[[Kategori:PIC Analog]]

HTX Arduino - Brugerbidrag [da]

Analog indgang