- டிஜிட்டல் எலக்ட்ரானிக்ஸ் கொண்ட அனலாக் உலகம்
- ADC என்றால் என்ன, அதை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது?
- ADC இல் தீர்மானம் (பிட்கள்) மற்றும் சேனல்கள்
- ஒரு ADC க்கான குறிப்பு மின்னழுத்தம்
- உதாரணமாக
- ADC வகைகள் மற்றும் வேலை
- ADC இல் பொதுவாக எழும் சில கேள்விகள்
டிஜிட்டல் எலக்ட்ரானிக்ஸ் கொண்ட அனலாக் உலகம்
சில ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தொலைபேசிகள், கணினிகள், தொலைக்காட்சிகள் போன்ற இன்று நாம் பயன்படுத்தும் முழு மின்னணு சாதனங்களும் இயற்கையில் அனலாக் ஆகும். பின்னர் மெதுவாக லேண்ட்லைன் தொலைபேசிகள் நவீன மொபைல் போன்களால் மாற்றப்பட்டன, சிஆர்டி தொலைக்காட்சிகள் மற்றும் மானிட்டர்கள் எல்இடி டிஸ்ப்ளேக்களால் மாற்றப்பட்டன, வெற்றிடக் குழாய்களைக் கொண்ட கணினிகள் நுண்செயலிகள் மற்றும் மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களைக் கொண்டு அதிக சக்திவாய்ந்தவை என்று பரிணாமம் அடைந்தன..
இன்றைய டிஜிட்டல் யுகத்தில் நாம் அனைவரும் மேம்பட்ட டிஜிட்டல் எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களால் சூழப்பட்டிருக்கிறோம், இது நம்மைச் சுற்றியுள்ள அனைத்தும் டிஜிட்டல் இயல்புடையது என்று நினைப்பதற்கு நம்மை ஏமாற்றக்கூடும், இது உண்மை இல்லை. உலகம் எப்போதுமே இயற்கையில் அனலாக் ஆகும், உதாரணமாக நாம் மனிதர்கள் உணரும் மற்றும் வேகம், வெப்பநிலை, காற்றின் வேகம், சூரிய ஒளி, ஒலி போன்ற அனுபவங்கள் அனைத்தும் இயற்கையில் அனலாக் ஆகும். ஆனால் மைக்ரோகண்ட்ரோலர்கள் மற்றும் நுண்செயலிகளில் இயங்கும் எங்கள் மின்னணு சாதனங்கள் இந்த அனலாக் மதிப்புகளை 0 மற்றும் 1 களில் மட்டுமே இயக்குவதால் அவற்றை நேரடியாக படிக்க / விளக்க முடியாது. எனவே இந்த அனலாக் மதிப்புகள் அனைத்தையும் 0 மற்றும் 1 ஆக மாற்றும் ஏதாவது நமக்குத் தேவை, இதனால் நமது மைக்ரோகண்ட்ரோலர்கள் மற்றும் நுண்செயலிகள் அவற்றைப் புரிந்துகொள்ள முடியும். இது அனலாக் டு டிஜிட்டல் மாற்றிகள் அல்லது சுருக்கமாக ADC என அழைக்கப்படுகிறது. இந்த கட்டுரையில் நாம் கற்றுக்கொள்வோம்ADC மற்றும் அவற்றை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது என்பது பற்றிய அனைத்தும்.
ADC என்றால் என்ன, அதை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது?
முன்பு கூறியது போல் ஏடிசி என்பது அனலாக் டிஜிட்டல் மாற்றத்திற்கு குறிக்கிறது, மேலும் இது உண்மையான உலகத்திலிருந்து அனலாக் மதிப்புகளை 1 மற்றும் 0 போன்ற டிஜிட்டல் மதிப்புகளாக மாற்ற பயன்படுகிறது. இந்த அனலாக் மதிப்புகள் என்ன? வெப்பநிலை, வேகம், பிரகாசம் போன்ற நம் அன்றாட வாழ்க்கையில் இவைதான் நாம் காண்கிறோம். ஆனால் காத்திருங்கள் !! ஒரு ADC வெப்பநிலை மற்றும் வேகத்தை நேரடியாக 0 மற்றும் 1 போன்ற டிஜிட்டல் மதிப்புகளாக மாற்ற முடியுமா?
இல்லை எதிர்மறையாக இல்லை. ஒரு ADC ஆனது அனலாக் மின்னழுத்த மதிப்புகளை டிஜிட்டல் மதிப்புகளாக மட்டுமே மாற்ற முடியும். எனவே எந்த அளவுருவை நாம் அளவிட விரும்புகிறோம், அதை முதலில் மின்னழுத்தமாக மாற்ற வேண்டும், இந்த மாற்றத்தை சென்சார்களின் உதவியுடன் செய்ய முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, வெப்பநிலை மதிப்புகளை மின்னழுத்தமாக மாற்ற நாம் ஒரு தெர்மிஸ்டரைப் பயன்படுத்தலாம், அதேபோல் பிரகாசத்தை மின்னழுத்தமாக மாற்ற எல்.டி.ஆர் பயன்படுத்தலாம். இது மின்னழுத்தமாக மாற்றப்பட்டவுடன் அதை ADC இன் உதவியுடன் படிக்கலாம்.
ஒரு ADC ஐ எவ்வாறு பயன்படுத்துவது என்பதை அறிய, சேனல்கள் தீர்மானம், வரம்பு, குறிப்பு மின்னழுத்தம் போன்ற சில அடிப்படை சொற்களை நாம் முதலில் தெரிந்து கொள்ள வேண்டும்.
ADC இல் தீர்மானம் (பிட்கள்) மற்றும் சேனல்கள்
எந்தவொரு மைக்ரோகண்ட்ரோலர் அல்லது ஏடிசி ஐசியின் விவரக்குறிப்பையும் நீங்கள் படிக்கும்போது, சேனல்கள் மற்றும் தீர்மானம் (பிட்கள்) என்ற சொற்களைப் பயன்படுத்தி ஏடிசியின் விவரங்கள் வழங்கப்படும். உதாரணமாக, ஒரு Arduino UNO இன் ATmega328 இல் 8-சேனல் 10-பிட் ஏடிசி உள்ளது. மைக்ரோகண்ட்ரோலரில் உள்ள ஒவ்வொரு முள் அனலாக் மின்னழுத்தத்தையும் படிக்க முடியாது, 8-சேனல் என்ற சொல் இந்த ATmega328 மைக்ரோகண்ட்ரோலரில் 8 ஊசிகளைக் கொண்டுள்ளது, இது அனலாக் மின்னழுத்தத்தைப் படிக்க முடியும், மேலும் ஒவ்வொரு முள் 10-பிட் தீர்மானத்துடன் மின்னழுத்தத்தைப் படிக்க முடியும். இது பல்வேறு வகையான மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களுக்கு மாறுபடும்.
எங்கள் ஏடிசி வரம்பு 0 வி முதல் 5 வி வரை உள்ளது என்று வைத்துக் கொள்வோம், எங்களிடம் 10 பிட் ஏடிசி உள்ளது, இதன் பொருள் எங்கள் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் 0-5 வோல்ட்ஸ் 1024 அளவிலான தனித்துவமான அனலாக் மதிப்புகளாக (2 10 = 1024) பிரிக்கப்படும். பொருள் 1024 என்பது 10-பிட் ஏடிசிக்கான தீர்மானம், இதேபோல் 8-பிட் ஏடிசி தீர்மானம் 512 (2 8) ஆகவும், 16 பிட் ஏடிசி தீர்மானத்திற்கு 65,536 (2 16) ஆகவும் இருக்கும்.
இதன் மூலம் உண்மையான உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் 0V ஆக இருந்தால், MCU இன் ADC அதை 0 ஆகவும், 5V ஆக இருந்தால் MCU 1024 ஐயும் படிக்கும், அது 2.5V போன்ற எங்காவது இருந்தால் MCU 512 ஐப் படிக்கும். கீழேயுள்ள சூத்திரங்களைப் பயன்படுத்தலாம் ADC மற்றும் இயக்க மின்னழுத்தத்தின் தீர்மானத்தின் அடிப்படையில் MCU ஆல் படிக்கப்படும் டிஜிட்டல் மதிப்பைக் கணக்கிட.
(ADC தீர்மானம் / இயக்க மின்னழுத்தம்) = (ADC டிஜிட்டல் மதிப்பு / உண்மையான மின்னழுத்த மதிப்பு)
ஒரு ADC க்கான குறிப்பு மின்னழுத்தம்
நீங்கள் அறிந்திருக்க வேண்டிய மற்றொரு முக்கியமான சொல் குறிப்பு மின்னழுத்தம். ஒரு ஏடிசி மாற்றத்தின் போது அறியப்படாத மின்னழுத்தத்தின் மதிப்பு அறியப்பட்ட மின்னழுத்தத்துடன் ஒப்பிடுவதன் மூலம் கண்டறியப்படுகிறது, இது அறியப்பட்ட மின்னழுத்தம் குறிப்பு மின்னழுத்தம் என அழைக்கப்படுகிறது. பொதுவாக அனைத்து MCU க்கும் உள் குறிப்பு மின்னழுத்தத்தை அமைக்க ஒரு விருப்பம் உள்ளது , அதாவது மென்பொருளை (நிரல்) பயன்படுத்தி இந்த மின்னழுத்தத்தை உள்நாட்டில் கிடைக்கக்கூடிய சில மதிப்புக்கு அமைக்கலாம். ஒரு Arduino UNO போர்டில் குறிப்பு மின்னழுத்தம் இயல்பாகவே 5V ஆக அமைக்கப்பட்டுள்ளது, தேவைப்பட்டால் பயனருக்கு இந்த குறிப்பு மின்னழுத்தத்தை Vref முள் வழியாக வெளிப்புறமாக அமைக்க முடியும்.
அளவிடப்பட்ட அனலாக் மின்னழுத்த மதிப்பு எப்போதும் குறிப்பு மின்னழுத்த மதிப்பை விட குறைவாக இருக்க வேண்டும் மற்றும் குறிப்பு மின்னழுத்த மதிப்பு எப்போதும் மைக்ரோகண்ட்ரோலரின் இயக்க மின்னழுத்த மதிப்பை விட குறைவாக இருக்க வேண்டும் என்பதை எப்போதும் நினைவில் கொள்ளுங்கள்.
உதாரணமாக
3 பிட் தெளிவுத்திறன் மற்றும் 2 வி குறிப்பு மின்னழுத்தத்தைக் கொண்ட ADC ஐ இங்கே எடுத்துக்காட்டுகிறோம். எனவே இது 0-2v அனலாக் மின்னழுத்தத்தை 8 (2 3) வெவ்வேறு நிலைகளுடன் வரைபடமாக்கலாம், இது கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது:
எனவே அனலாக் மின்னழுத்தம் 0.25 ஆக இருந்தால், டிஜிட்டல் மதிப்பு தசமத்தில் 1 ஆகவும், பைனரியில் 001 ஆகவும் இருக்கும். அதேபோல் அனலாக் மின்னழுத்தம் 0.5 ஆக இருந்தால் டிஜிட்டல் மதிப்பு தசமத்தில் 2 ஆகவும் பைனரியில் 010 ஆகவும் இருக்கும்.
சில மைக்ரோகண்ட்ரோலரில் Arduino, MSP430, PIC16F877A போன்ற உள்ளமைக்கப்பட்ட ஏடிசி உள்ளது, ஆனால் சில மைக்ரோகண்ட்ரோலருக்கு 8051, ராஸ்பெர்ரி பை போன்றவை இல்லை, மேலும் ADC0804, ADC0808 போன்ற டிஜிட்டல் மாற்றி ஐசிகளுக்கு சில வெளிப்புற அனலாக் பயன்படுத்த வேண்டும்.
வெவ்வேறு மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களுடன் ADC இன் பல்வேறு எடுத்துக்காட்டுகளை கீழே காணலாம்:
- Arduino Uno இல் ADC ஐ எவ்வாறு பயன்படுத்துவது?
- ராஸ்பெர்ரி பை ஏடிசி டுடோரியல்
- 8051 மைக்ரோகண்ட்ரோலருடன் ADC0808 ஐ இடைமுகப்படுத்துகிறது
- ஏ.வி.ஆர் மைக்ரோகண்ட்ரோலரைப் பயன்படுத்தி 0-25 வி டிஜிட்டல் வோல்ட்மீட்டர்
- STM32F103C8 இல் ADC ஐ எவ்வாறு பயன்படுத்துவது
- MSP430G2 இல் ADC ஐ எவ்வாறு பயன்படுத்துவது
ADC வகைகள் மற்றும் வேலை
ஏடிசியின் பல வகைகள் உள்ளன, பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஃப்ளாஷ் ஏடிசி, இரட்டை சாய்வு ஏடிசி, அடுத்தடுத்த தோராயமாக்கல் மற்றும் இரட்டை சாய்வு ஏடிசி. இந்த ஏடிசியின் ஒவ்வொரு வேலையும் அவற்றுக்கிடையேயான வேறுபாடும் இந்த கட்டுரைக்கு மிகவும் சிக்கலானதாக இருப்பதால் அவை எவ்வாறு இருக்கும் என்பதை விளக்க. ஆனால் ஒரு தோராயமான யோசனையை வழங்க ADC க்கு ஒரு உள் மின்தேக்கி உள்ளது, இது அளவிடப்பட வேண்டிய அனலாக் மின்னழுத்தத்தால் சார்ஜ் செய்யப்படும். மின்தேக்கியை ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்திற்கு வெளியேற்றுவதன் மூலம் மின்னழுத்த மதிப்பை அளவிடுகிறோம்.
ADC இல் பொதுவாக எழும் சில கேள்விகள்
எனது ADC ஐப் பயன்படுத்தி 5V க்கு மேல் அளவிடுவது எப்படி?
முன்னர் விவாதித்தபடி, மைக்ரோகண்ட்ரோலரின் இயக்க மின்னழுத்தத்தை விட ஒரு ஏடிசி தொகுதி மின்னழுத்த மதிப்பை அளவிட முடியாது. அதாவது 5 வி மைக்ரோகண்ட்ரோலர் அதன் ஏடிசி முள் மூலம் அதிகபட்சம் 5 வி மட்டுமே அளவிட முடியும். நீங்கள் சொல்வதை விட எதையும் அளவிட விரும்பினால், நீங்கள் 0-12V ஐ அளவிட விரும்புகிறீர்கள், பின்னர் நீங்கள் 0-12V ஐ 0-5V ஆக வரைபடமாக்கலாம், இது ஒரு சாத்தியமான வகுப்பி அல்லது மின்னழுத்த வகுப்பி சுற்று பயன்படுத்தி. இந்த சுற்று ஒரு MCU க்கான மதிப்புகளை வரைபட ஒரு ஜோடி மின்தடைகளைப் பயன்படுத்தும், இணைப்பைப் பயன்படுத்தி மின்னழுத்த வகுப்பி சுற்று பற்றி மேலும் அறியலாம். எங்கள் மேலேயுள்ள எடுத்துக்காட்டுக்கு, மின்னழுத்த மூலத்திற்கு 1 கே மின்தடையையும் 720 ஓம் மின்தடையையும் தொடர்ச்சியாகப் பயன்படுத்த வேண்டும் மற்றும் மேலே உள்ள இணைப்பில் விவாதிக்கப்பட்டபடி மின்தடையங்களுக்கு இடையில் மின்னழுத்தத்தை அளவிட வேண்டும்.
ADC இலிருந்து டிஜிட்டல் மதிப்புகளை உண்மையான மின்னழுத்த மதிப்புகளாக மாற்றுவது எப்படி?
அனலாக் மின்னழுத்தத்தை அளவிட ADC மாற்றி பயன்படுத்தும் போது MCU ஆல் பெறப்பட்ட முடிவு டிஜிட்டலில் இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, 10-பிட் 5 வி மைக்ரோகண்ட்ரோலரில் அளவிடப்பட வேண்டிய உண்மையான மின்னழுத்தம் 4 வி ஆக இருக்கும்போது எம்.சி.யு அதை 820 ஆகப் படிக்கும், மேலே விவாதிக்கப்பட்ட சூத்திரங்களைப் பயன்படுத்தி 820 ஐ 4 வி ஆக மாற்றலாம், இதன்மூலம் அதை நம்மில் பயன்படுத்தலாம் கணக்கீடுகள். குறுக்கு சோதனை செய்ய அனுமதிக்கிறது.
(ஏடிசி தீர்மானம் / இயக்க மின்னழுத்தம்) = (ஏடிசி டிஜிட்டல் மதிப்பு / உண்மையான மின்னழுத்த மதிப்பு) உண்மையான மின்னழுத்த மதிப்பு = ஏடிசி டிஜிட்டல் மதிப்பு * (இயக்க மின்னழுத்தம் / ஏடிசி தீர்மானம்) = 820 * (5/1023) = 4.007 = V 4 வி
ADC பற்றிய நியாயமான யோசனை உங்களுக்கு கிடைத்திருப்பதாகவும், அவற்றை உங்கள் பயன்பாடுகளுக்கு எவ்வாறு பயன்படுத்துவது என்றும் நம்புகிறேன். கருத்துகளைப் புரிந்து கொள்வதில் உங்களுக்கு ஏதேனும் சிக்கல் இருந்தால், உங்கள் கருத்துக்களை கீழே இடுகையிடலாம் அல்லது எங்கள் மன்றங்களில் எழுதலாம்.