Olá pessoal sejam bem vindos ao Mundo da Elétrica! No vídeo de hoje eu vou falar sobre conversor analógico digital. .
. Vamos lá pessoal! Pra falar de conversor analógico digital a gente primeiro precisa explicar o que é um sinal elétrico.
Um sinal, do tipo que a gente está falando aqui, é quando você utiliza tensão ou corrente elétrica para representar alguma informação. Você transforma uma grandeza física qualquer em tensão ou corrente. Geralmente a informação que gera o sinal analógico é algo que vem do mundo real mesmo, como um som, a temperatura, a umidade, pressão, pH e outras medidas físicas e químicas.
E para transformar grandezas físicas em tensão e corrente utilizamos os sensores e transdutores, como um microfone, LDR, resistores variáveis com a temperatura como NTCs e PTCs e por aí vai. E qual a diferença entre sinal digital e sinal analógico? O digital assume apenas dois valores.
Ligado ou desligado, 0 ou 1, 0V ou 5V. É como um interruptor de uma lâmpada. Ou está ligado ou o está desligado.
Um sinal analógico já é diferente. Ele pode ter qualquer valor entre dois limites. Por exemplo: a temperatura pode variar entre -10 e +40 graus, passando por qualquer valor nesse intervalo, como 3.
89ºC ou 27ºC. . .
A variação de temperatura, as ondas sonoras, a variação de luminosidade e grande parte dos sinais que vem da natureza são analógicos. Aí que entra a necessidade do conversor analógico digital! Um processador só entende sinais digitais e ele precisa receber a informação que vem do ambiente!
Como fazer por exemplo um processador saber qual a luminosidade em um ambiente? Eu vou usar uma aqui exemplo para explicar isto! Como sensor de luminosidade eu vou utilizar o painel solar da Schneider.
Aqui em cima você pode ver o vídeo em que o Henrique falou como ela funciona. A tensão elétrica na saída deste painel solar varia de 0 a 6V. .
. aproximadamente. Ela fica em 0V quando está completamente escuro e fica em pouco mais de 6V quando está muito claro, como no sol, por exemplo.
Vamos utilizar um Arduino para conectar o sinal analógico da placa solar. A placa do Arduino já tem conversor analógico digital, mas eu achei melhor utilizar um shield de conversor AD para ligar o painel solar. A Circuitar mandou pra gente uma placa de expansão, a baseboard.
Esta placa torna possível ligar mais shields em uma placa de Arduino. Vamos conectar o shield do conversor AD e também o shield do display para mostrar os valores já convertidos. Algumas das vantagens de utilizar um shield de conversor AD como este é que ele tem proteção de até 24V na entrada.
Esta célula solar por exemplo pode dar mais de 5V se estiver muito claro e ligando no shield eu não preciso me preocupar com isso nem preciso fazer um circuito para proteger ou condicionar o sinal de entrada. Isso já vem no shield. Uma outra vantagem deste shield da Circuitar é que o conversor AD que vem nele é de 16bits, tem mais resolução que o conversor do Arduino é de 10bits.
E você também pode ligar vários shields usando a placa de expansão e ter até 16 entradas de analógicas usando apenas 2 pinos de comunicação do Arduino! Da pra expandir muito o seu circuito de forma bem fácil. Na descrição do vídeo eu coloquei mais alguns motivos para utilizar shields e acelerar o seu aprendizado ou a criação de seu protótipo.
Com a célula solar conectada ao conversor AD, vamos ver no osciloscópio o sinal que entra no conversor. O osciloscópio digital que temos aqui é da Keysight da linha InfiniiVision 1000X. Tem atendido muito bem ás nossas expectativas!
Cada canal tem uma cor diferente, que você pode ver na ponta de prova também. Como ele tem 2 canais, nós conectamos um canal à tensão que sai da célula solar e entra no conversor AD e o segundo canal a um pino de saída digital do Arduino. O que o conversor AD faz é transformar o valor de tensão na entrada em um número dentro do processador.
Como a célula solar pode gerar uma tensão maior que 5 V, configuramos o shield do conversor para permitir tensão de 0 a 24V. O programa que eu fiz aqui para o Arduino lê o valor de tensão no conversor AD mais de 800x por SEGUNDO. .
. e transforma a tensão em um número. Cada pulso no sinal verde na tela do osciloscópio é o AD realizando uma leitura do sinal analógico e transformando num número.
Se a tensão for 0V, o conversor AD vai gerar o número 0. Se a tensão for 24V, o conversor AD vai gerar o número 4096. Valores de tensão entre 0 e 24V vão gerar números entre 0 e 4096.
No display você pode ver o número que o conversou AD gerou e o valor de tensão correspondente enquanto a tensão varia na entrada. E como este osciloscópio também tem um multímetro digital integrado, você pode ver que a tensão medida pelo conversor AD é bem próxima à tensão de entrada medida pelo osciloscópio. Com isso é possível que o processador entenda a tensão na entrada e como ela se comporta, realizando tarefas e controles com base nessa variação.
É assim que funcionam os controladores de temperatura digitais, os termômetros digitais, as balanças eletrônicas e vários outros circuitos que medem grandezas físicas e mostram em um display. Estes circuitos precisam converter o sinal analógico em digital para que ele seja processado! E os conversores analógico digital tem muitos outros parâmetros importantes a serem entendidos como taxa de amostragem, resolução em bits, precisão, relação sinal ruído e vários outros.
. . mas isto é assunto para outro vídeo!
Existem inclusive processadores dedicados para o processamento de sinais, que são os DSPs ou ""Processadores de sinais digitais"". Eles facilitam o processamento de sinais estão presentes em muitos equipamentos que utilizamos. Aqui no Mundo da Elétrica nós já fizemos uma demonstração de um conversor AD funcionando em um sistema prático!
Veja o vídeo do ""Medidor de velocidade"" que aparece aqui em cima e também na descrição do vídeo. Bem. .
. então é isso pessoal! Espero que tenham gostado deste vídeo!
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