WEBVTT 00:01.370 --> 00:07.900 Diamo un'occhiata alla conversione da analogico a digitale così come alla sua contropartita conversione da digitale ad 00:08.350 --> 00:12.210 analogico ora praticamente tutto il nostro mondo è analogico. 00:12.460 --> 00:20.080 Ad eccezione forse del tuo DNA, il tuo codice genetico in cui tutto ciò che sei immerso in questo 00:20.290 --> 00:21.520 mondo è analogo. 00:21.550 --> 00:28.870 I livelli di luce variano in frequenza e il suono di intensità varia in base al movimento dell'aria. 00:28.900 --> 00:32.510 Il tocco è variabile la temperatura è variabile. 00:32.650 --> 00:37.880 Quindi abbiamo bisogno di interfacciare il nostro mondo digitale al mondo analogico. 00:38.260 --> 00:45.240 Lo faremo rappresentando una variabile analogica con un numero digitale o viceversa. 00:45.400 --> 00:49.480 Utilizzare un numero digitale per rappresentare una variabile analogica. 00:49.480 --> 00:56.900 Ora la scheda audio del tuo computer è un classico convertitore analogico-digitale e digitale-analogico, 00:56.900 --> 01:03.170 l'ingresso microfono è un convertitore analogico-digitale che prende una tensione variabile 01:03.710 --> 01:10.910 proveniente dall'ingresso prodotto dal microfono e misura un numero digitale che rappresenta quello 01:10.910 --> 01:12.830 tensione al microprocessore. 01:12.860 --> 01:19.760 Infatti con un po 'di abilità di programmazione e la tua conoscenza nell'elettronica analogica puoi hackerare la 01:19.940 --> 01:27.140 soundcard per fare tutti i tipi di conversione da analogico a digitale quando la usi come scheda audio. 01:27.170 --> 01:33.290 Tutto ciò che sta accadendo è che un microfono sta prendendo abbastanza onde sonore in ingresso e le converte 01:33.320 --> 01:34.860 in una tensione analogica. 01:34.940 --> 01:42.590 Solitamente nell'intervallo di millivolt, quello che viene chiamato l'ingresso di livello di linea sulla scheda audio è per collegare 01:42.590 --> 01:49.550 altre apparecchiature elettroniche come un lettore CD o un iPod che ha un voltaggio molto più alto 01:49.550 --> 01:51.580 nelle centinaia di millivolt. 01:51.750 --> 02:00.020 Ora entrambi gli ingressi leggono quella tensione in ingresso e convertono la tensione analogica in un numero digitale in modo da poter 02:00.020 --> 02:07.040 letteralmente collegare un termistore e un resistore attraverso l'alimentazione creando un partitore di tensione che varia la sua 02:07.790 --> 02:14.000 tensione di uscita in base alla temperatura e si può quindi utilizzare la tua scheda audio 02:14.000 --> 02:16.780 e computer desktop come un data logger. 02:16.940 --> 02:21.130 Può registrare l'input come un file di qualche tipo. 02:21.170 --> 02:27.350 Devi solo ricordarti di progettare il circuito in modo che la tensione che alimenta la scheda audio 02:27.350 --> 02:30.260 non superi la sua massima tensione di ingresso. 02:30.260 --> 02:35.630 Ora c'è stata molta scienza del cortile in questo modo nel corso degli anni. 02:35.630 --> 02:43.580 Useremo l'approccio più diretto e useremo i nostri microcontrollori che hanno una conversione 02:43.580 --> 02:47.560 analogico-digitale integrata nella tua scheda audio. 02:47.560 --> 02:54.200 Inoltre ha la conversione da digitale ad analogico che l'altoparlante o la cuffia mettono sulla tua corrente. 02:54.340 --> 03:01.900 Fondamentalmente il microprocessore invia un numero digitale alla scheda audio e la scheda audio emette 03:02.140 --> 03:05.760 una tensione analogica variabile sull'uscita degli altoparlanti. 03:05.910 --> 03:13.600 Sei un microcontrollore PIC dotato di conversione da digitale ad analogico, ma è interessante notare che 03:13.900 --> 03:22.300 il microcontrollore Arduino nel tuo kit non consente una forma abbreviata che chiameremo conversione da analogico a 03:22.360 --> 03:23.240 digitale. 03:23.740 --> 03:28.440 O D a una conversione da digitale ad analogico. 03:28.510 --> 03:34.910 Per aiutare a capire meglio il processo HD, iniziamo invece con il processo Ditta. 03:36.180 --> 03:40.560 Diciamo che volevamo produrre un'onda sinusoidale Hertz da 1 killer. 03:40.560 --> 03:47.300 Ora guardiamo da vicino un'onda, l'onda analogica è bella e liscia e varia costantemente. 03:47.300 --> 03:54.760 Il digitale è acceso o spento, ma possiamo simulare questa onda con uscite digitali e un resistore posteriore. 03:54.860 --> 04:03.030 Ad esempio, supponiamo di avere 10 o otto uscite digitali in modo che possiamo accenderle o spegnendole solo ciascuna. 04:03.030 --> 04:09.450 Ora possiamo creare un'enorme scala divisoria di tensione come questa con le nostre 8 linee di controllo che emettono 5 04:09.450 --> 04:11.800 volt quando sono impostate in alto. 04:11.830 --> 04:18.190 Assumeremo che l'amplificatore che abbiamo collegato al nostro segnale out sia davvero un buon amplificatore 04:18.190 --> 04:20.750 e abbia una resistenza infinita. 04:20.920 --> 04:28.030 Quindi quando impostiamo questa uscita alta questi due resistori agiscono come un partitore di tensione dividendolo a 04:28.030 --> 04:32.380 metà e inviando 2. 5 volt per l'uscita analogica. 04:32.440 --> 04:37.870 Se accendiamo questa uscita, la tensione viene divisa tra questi tre resistori. 04:37.870 --> 04:44.560 Due terzi della tensione vengono rilasciati attraverso questi due resistori, quindi 3. 3 volt verrebbero inviati alla nostra 04:44.650 --> 04:45.810 uscita analogica. 04:45.970 --> 04:52.600 Se accendiamo questa uscita, la tensione viene divisa tra questi quattro resistori, quindi tre quarti dei 5 04:52.600 --> 05:01.250 volt vengono rilasciati attraverso questi tre resistori che inviano 3. 7 5 volt alla nostra uscita analogica, così come 05:01.270 --> 05:07.340 potete vedere ogni uscita sequenziale invia una tensione leggermente più alta all'uscita analogica. 05:07.360 --> 05:14.230 Quindi qui ho fatto solo i calcoli per questa particolare scala di resistori a 5 volt che esce dalle 05:14.230 --> 05:15.070 linee digitali. 05:15.850 --> 05:23.250 Ora posso inviare una tensione variabile sull'uscita analogica selezionando quale linea digitale impostare su alta e 05:23.710 --> 05:31.380 posso variare quella tensione in modo lento o lento come voglio o estremamente veloce fino alle velocità digitali. 05:32.470 --> 05:39.430 Ovviamente posso cambiare la tensione di uscita cambiando i resistori e / o la tensione di 05:39.430 --> 05:42.260 uscita che esce dalle linee digitali. 05:42.280 --> 05:48.430 SNOW Diamo un'occhiata alla nostra uscita analogica che abbiamo prodotto, possiamo imitare l'onda facendo salire e 05:48.490 --> 05:49.800 scendere la tensione. 05:49.930 --> 05:55.100 Nel nostro caso il numero di passaggi è limitato dal numero di resistori nella nostra scala di resistenza. 05:55.390 --> 06:01.030 Se avessimo solo 10 passi nella scala e stessimo cercando di produrre un'onda da 0 a 1 volt. 06:01.240 --> 06:05.140 Quindi ogni passo sarebbe 0. 1 volt. 06:05.140 --> 06:11.830 Ora si chiama risoluzione più resistori aggiungo a quest'ultimo più passaggi 06:11.890 --> 06:20.980 di tensione posso aggiungere più liscia l'uscita, più l'uscita si avvicina a un'effettiva onda sinusoidale analogica. 06:20.980 --> 06:26.850 Ora non diventerò mai perfetto ma potrebbe diventare dannatamente vicino se avanzo la risoluzione. 06:26.860 --> 06:31.390 L'altro aspetto di una conversione è la cosiddetta frequenza di campionamento. 06:31.420 --> 06:36.610 Questo è il numero di volte al secondo che inviamo un campione di tensione. 06:36.900 --> 06:43.240 Se impostiamo l'uscita digitale diciamo 1000 volte al secondo e la nostra onda è di soli 100 hertz, allora possiamo 06:43.240 --> 06:45.780 produrre un voto di voto abbastanza decente. 06:46.210 --> 06:54.010 Ma se stiamo cercando di imitare un'onda di 1000 hertz, perché la nostra frequenza di campionamento è così bassa, sarà piuttosto 06:54.010 --> 06:58.650 grossolana e non una buona rappresentazione dell'onda che stiamo provando a produrre. 06:58.670 --> 07:05.160 E va bene diventa sempre più come un'onda quadra anziché un'onda sinusoidale. 07:06.360 --> 07:10.750 Se la frequenza provasse a produrre abbastanza in alto non possiamo rappresentarla affatto. 07:10.770 --> 07:19.430 Salteremo interi gruppi di onde e lo sostituiremo con un'onda quadrata Ora convertiamo un segnale analogico 07:19.550 --> 07:20.800 in digitale. 07:21.200 --> 07:25.020 La risoluzione e la frequenza di campionamento sono praticamente identiche. 07:25.120 --> 07:29.800 Stiamo prendendo un campione della tensione che non lo invia. 07:29.830 --> 07:37.450 La risoluzione può essere bassa o alta, ma ovviamente una risoluzione maggiore richiede più potenza 07:37.450 --> 07:38.620 di calcolo. 07:38.620 --> 07:47.370 Se usiamo una risoluzione PID che sta distruggendo la nostra tensione campione in 256 diversi gradini di tensione. 07:47.370 --> 07:49.420 Questa è una buona risoluzione. 07:49.660 --> 07:59.140 Oppure potresti usare due byte 16 bit per rappresentare 65000 535 gradini di tensione diversi con due byte. 07:59.140 --> 08:04.050 Questa è una risoluzione piuttosto seria a seconda di cosa stai cercando di misurare. 08:04.050 --> 08:06.740 Forse 32 bit sono giustificati. 08:06.970 --> 08:08.500 Sarebbero due miliardi. 08:08.500 --> 08:14.130 Centoquaranta settantaquattrocentoottantatremilaseicentoquaranta gradini quarantasette 08:14.130 --> 08:15.670 passi. 08:15.670 --> 08:18.020 Diventerai la tua tensione di campionamento per. 08:18.430 --> 08:23.670 Ma forse c'è un serio monitoraggio scientifico che devi fare. 08:23.680 --> 08:32.080 Non so se sia la tua foto che il tuo Arduino hanno costruito convertitori analogici / digitali a 10 bit. 08:32.080 --> 08:40.360 Ciò significa che hai una risoluzione di 1023 minuti di variazioni di voltaggio che puoi misurare ma più importante 08:40.360 --> 08:47.300 della risoluzione è la frequenza del campionamento, più velocemente assumi più accurata è la 08:47.300 --> 08:55.360 tua rappresentazione digitale più lento è il campione più velocemente si degrada la qualità di il tuo campione. 08:56.320 --> 09:02.740 Perché in pratica più lenta frequenza di campionamento campiona la frequenza più alta più 09:02.740 --> 09:07.000 converte quelle belle onde analogiche in onde quadre. 09:07.040 --> 09:12.980 Se la tua frequenza di campionamento è troppo bassa e la frequenza troppo alta perderai intere ondate nella 09:12.980 --> 09:15.400 tua conversione digitale saranno fondamentalmente spazzatura. 09:16.150 --> 09:23.510 Ciò è più evidente quando registri il suono sul tuo computer e puoi modificare la frequenza di campionamento. 09:23.520 --> 09:30.810 La differenza tra una frequenza di campionamento di qualità del telefono di 8 kilohertz e la qualità della qualità del CD Hertz 09:30.810 --> 09:32.540 a 32 killer è enorme. 09:32.640 --> 09:41.290 Ma fai un po 'di matematica veloce anche a un kilohertz e una risoluzione di 8 bit per campionare e salvare un secondo di suono sulla 09:41.290 --> 09:42.110 tua foto. 09:42.340 --> 09:45.500 Sono ottomila byte di memoria 8 k. 09:45.820 --> 09:48.190 Hai solo un caso di memoria sulla tua foto. 09:48.310 --> 09:55.750 Il tuo Arduino ha solo due k in modo da poter iniziare rapidamente a vedere gli enormi volumi di dati che possono 09:55.870 --> 09:58.080 essere prodotti solo campionando il suono. 09:58.090 --> 10:04.870 Puoi anche iniziare a vedere gli enormi volumi di dati che persino tu sai che Siri e le altre 10:04.870 --> 10:07.210 tecnologie di riconoscimento vocale devono affrontare.