Ein Arduino UNO Board verfügt über einen 10 Bit Sechs-Kanal-Analog-Digital-Umsetzer. Eingangsspannungen zwischen 0 bis 5 Volt werden auf einen Bereich von 0 bis 1023 abgebildet. Die Auflösung liegt dann bei 5 Volt / 1024 = 4,9 mV pro Stufe. Der Einlesevorgang für einen analogen Spannungswert liegt bei 100 µs (0,0001 s); pro Sekunde lassen sich 10.000 Messungen durchführen.
Die Anschlüsse der sechs AD-Wandler sind auf den Arduino UNO Boards mit ANALOG IN gekennzeichnet und tragen die Bezeichnungen A0 ... A5.
Angesprochen werden die AD-Wandler über die Funktion
analogRead(pin)
Als Rückgabewert wird eine Zahl vom Typ int (integer) zwischen 0 und 1023 ausgegeben.
Eine erste Spannungsmessung mit AD-Wandler | |
Material |
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Aufgaben |
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Schaltskizze und Schaltungsaufbau
Das Programm Potenziometer_UNO_WiFi_R2.ino
Im seriellen Monitor sollten für die Schleiferstellung linker Anschlag bzw. rechter Anschlag beim Potenziometer die Werte 0 bzw. 1023 angezeigt werden. Bei jeder Zwischenstellung des Schleifers wird ein Wert zwischen diesen beiden Extremen angezeigt (siehe Abb. 3).
Die vom AD-Wandler zurückgegebenen Werte liegen zwischen 0 und 1023; sie sind ein Maß für die Stellung des Schleifers beim eingesetzten Potenziometer und sie sind ein Maß für die Spannung, die vom Schleifer abgegriffen wird.
In der einen Extremposition (linker Anschlag) wird ein Wert 0 und bei Rechtsanschlag ein Wert 1023 im Terminal ausgegeben. Dieser höchste Wert entspricht der anliegenden Spannung und das sind hier 5 Volt. Mit Hilfe des Dreisatzes können wir sagen:
1023 entspricht 5 Volt
1 entspricht 5 / 1023 Volt
wert entspricht 5 * wert / 1023 Volt
Mit dieser Formel (klassischer Dreisatz) kann die Umrechnung durchgeführt werden:
Das zugehörige Programm poti_1.ino ist durch wenige Zeilen ergänzt worden und es wurde die Fließkommavariable spannung vom Typ float eingeführt.
Das Programm Spannungsmessung_UNO_WiFi_R2.ino
Die zugehörige Terminalausgabe zeigt Bild 4. In der linken Spalte wird der vom AD-Wandler ausgegebene Wert angezeigt, rechts daneben der daraus berechnete Spannungswert nach Formel (1) in der Einheit Volt.