Определение уровня сигнала и его обработка с использованием Arduino

Задача определения уровня некоторого сигнала и выполнения исходя из этого тех или иных действий встречается в технике более чем часто.

Электрический сигнал может изменять свой уровень по разным причинам. Это может быть понижение уровня жидкости в резервуаре (тот же бензин в баке), изменение расстояния до препятствия, изменение температуры, давления и т.д.

Любая система автоматизированного управления так или иначе сталкивается с сигналом переменного уровня и необходимостью обработать его изменение.

Так как датчики в большинстве своём выдают аналоговый сигнал, то для его приёма имеет смысл использовать аналоговые входы контроллера (обозначаются на плате буквой «А» плюс цифра (номер входа) начиная с нуля).

В виду многообразия всевозможных задач, связанных с обработкой изменения уровня сигнала и самих датчиков, а также того, что их решение в конечном счёте сводятся к одному общему принципу, мы для дальнейшего рассмотрения воспользуемся упрощённой моделью автоматизированной системы.

Эта модель состоит из следующих компонентов:

  • Микроконтроллер Arduino UNO;
  • Потенциометр (имитирует аналоговый датчик);
  • Три светодиода различных цветов (имитируют средства индикации или исполнительные механизмы).

Ниже представлена электрическая схема нашей модели с указанием пинов контроллера. Сопротивление всех резисторов 220 Ом.

Эл схема

Принцип работы модели.

Напряжение (до 5 В) передаётся через потенциометр от соответствующего вывода микроконтроллера на его пин A0. В микроконтроллере величина напряжения (читайте уровень сигнала) сопоставляется с целым числом от 0 (отсутствие напряжения) до 1023 (максимальное напряжение). На основании текущего значения этого числа включается один из светодиодов.

Прошивка микроконтроллера Arduino:

Ниже приведён видеоролик с демонстрацией работы модели.

Несмотря на кажущуюся простоту, подобная схема применима к огромному количеству задач.

Например, можно заменить потенциометр датчиком уровня жидкости, а светодиоды насосом. Или использовать датчик температуры в сочетании с обогревателем и системой охлаждения для поддержания температуры в нужных пределах.

Задач, как было сказано выше, множество, но принцип, по сути, везде один и тот же.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *