Adc అంటే ఏమిటి

డిజిటల్ ఎలక్ట్రానిక్స్‌తో అనలాగ్ ప్రపంచం

కొన్ని సంవత్సరాల క్రితం ఫోన్లు, కంప్యూటర్లు, టెలివిజన్లు వంటి మనం ఉపయోగించే మొత్తం ఎలక్ట్రానిక్స్ పరికరాలు ప్రకృతిలో అనలాగ్. అప్పుడు నెమ్మదిగా ల్యాండ్‌లైన్ ఫోన్‌లను ఆధునిక మొబైల్ ఫోన్‌ల ద్వారా మార్చారు, సిఆర్‌టి టెలివిజన్లు మరియు మానిటర్లను ఎల్‌ఇడి డిస్‌ప్లేలతో భర్తీ చేశారు, వాక్యూమ్ ట్యూబ్‌లతో కూడిన కంప్యూటర్లు వాటిలోని మైక్రోప్రాసెసర్‌లు మరియు మైక్రోకంట్రోలర్‌లతో మరింత శక్తివంతంగా అభివృద్ధి చెందాయి..

నేటి డిజిటల్ యుగంలో మనమందరం అధునాతన డిజిటల్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలతో చుట్టుముట్టబడి ఉన్నాము, ఇది మన చుట్టూ ఉన్న ప్రతిదీ డిజిటల్ ప్రకృతిలో ఉందని అనుకోవటానికి ఇది మమ్మల్ని మోసం చేస్తుంది, ఇది నిజం కాదు. ప్రపంచం ఎల్లప్పుడూ ప్రకృతిలో అనలాగ్‌గా ఉంది, ఉదాహరణకు మనం మానవులు అనుభూతి చెందుతున్న ప్రతిదీ వేగం, ఉష్ణోగ్రత, గాలి వేగం, సూర్యకాంతి, ధ్వని మొదలైనవి ప్రకృతిలో అనలాగ్. మైక్రోకంట్రోలర్లు మరియు మైక్రోప్రాసెసర్‌లలో పనిచేసే మా ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు ఈ అనలాగ్ విలువలను 0 మరియు 1 లలో మాత్రమే నడుపుతున్నందున వాటిని నేరుగా చదవలేవు / అర్థం చేసుకోలేవు. కాబట్టి ఈ అనలాగ్ విలువలను 0 మరియు 1 గా మార్చే ఏదో మనకు అవసరం, తద్వారా మన మైక్రోకంట్రోలర్లు మరియు మైక్రోప్రాసెసర్‌లు వాటిని అర్థం చేసుకోగలవు. దీనిని అనలాగ్ టు డిజిటల్ కన్వర్టర్స్ లేదా సంక్షిప్తంగా ADC అంటారు. ఈ వ్యాసంలో మనం నేర్చుకుంటాంADC గురించి మరియు వాటిని ఎలా ఉపయోగించాలో.

ADC అంటే ఏమిటి మరియు దానిని ఎలా ఉపయోగించాలి?

ఇంతకుముందు చెప్పినట్లుగా ADC అనలాగ్‌ను డిజిటల్ మార్పిడికి సూచిస్తుంది మరియు ఇది వాస్తవ ప్రపంచం నుండి అనలాగ్ విలువలను 1 మరియు 0 వంటి డిజిటల్ విలువలుగా మార్చడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. కాబట్టి ఈ అనలాగ్ విలువలు ఏమిటి? ఉష్ణోగ్రత, వేగం, ప్రకాశం వంటి మన రోజువారీ జీవితంలో మనం చూసేవి ఇవి. అయితే వేచి ఉండండి !! ఒక ADC ఉష్ణోగ్రత మరియు వేగాన్ని నేరుగా 0 మరియు 1 వంటి డిజిటల్ విలువలుగా మార్చగలదా?

ధిక్కరించలేదు. ఒక ADC అనలాగ్ వోల్టేజ్ విలువలను డిజిటల్ విలువలుగా మాత్రమే మార్చగలదు. కాబట్టి మనం ఏ పరామితిని కొలవాలనుకుంటున్నామో, దానిని మొదట వోల్టేజ్‌గా మార్చాలి, ఈ మార్పిడి సెన్సార్ల సహాయంతో చేయవచ్చు. ఉదాహరణకు ఉష్ణోగ్రత విలువలను వోల్టేజ్‌గా మార్చడానికి మనం ప్రకాశాన్ని వోల్టేజ్‌గా మార్చడానికి థర్మిస్టర్‌ను ఉపయోగించవచ్చు. ఇది వోల్టేజ్‌గా మార్చబడిన తర్వాత మనం దానిని ADC సహాయంతో చదవవచ్చు.

ADC ని ఎలా ఉపయోగించాలో తెలుసుకోవటానికి, మనం మొదట కొన్ని ప్రాథమిక పదాలు, ఛానెల్స్ రిజల్యూషన్, రేంజ్, రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ మొదలైన వాటి గురించి తెలుసుకోవాలి.

ADC లోని రిజల్యూషన్ (బిట్స్) మరియు ఛానెల్స్

మీరు ఏదైనా మైక్రోకంట్రోలర్ లేదా ఎడిసి ఐసి యొక్క స్పెసిఫికేషన్ చదివినప్పుడు, ఛానెల్స్ మరియు రిజల్యూషన్ (బిట్స్) అనే పదాలను ఉపయోగించి ADC యొక్క వివరాలు ఇవ్వబడతాయి. ఉదాహరణకు , Arduino UNO యొక్క ATmega328 లో 8-ఛానల్ 10-బిట్ ADC ఉంది. మైక్రోకంట్రోలర్‌లోని ప్రతి పిన్ అనలాగ్ వోల్టేజ్‌ను చదవదు, 8-ఛానల్ అనే పదం అంటే ఈ ATmega328 మైక్రోకంట్రోలర్‌లో 8 పిన్‌లు ఉన్నాయి, ఇవి అనలాగ్ వోల్టేజ్‌ను చదవగలవు మరియు ప్రతి పిన్ 10-బిట్ రిజల్యూషన్‌తో వోల్టేజ్‌ను చదవగలదు. వివిధ రకాల మైక్రోకంట్రోలర్‌లకు ఇది మారుతుంది.

మన ADC పరిధి 0V నుండి 5V వరకు ఉందని అనుకుందాం మరియు మనకు 10-బిట్ ADC ఉంది అంటే మన ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ 0-5 వోల్ట్లు 1024 స్థాయిల వివిక్త అనలాగ్ విలువలుగా విభజించబడతాయి (2 ¹⁰ = 1024). 1024 అంటే 10-బిట్ ఎడిసికి రిజల్యూషన్, అదేవిధంగా 8-బిట్ ఎడిసి రిజల్యూషన్ 512 (2 ⁸) మరియు 16-బిట్ ఎడిసి రిజల్యూషన్ కోసం 65,536 (2 ¹⁶) ఉంటుంది.

దీనితో అసలు ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ 0 వి అయితే, ఎంసియు యొక్క ఎడిసి దానిని 0 గా చదువుతుంది మరియు అది 5 వి అయితే ఎంసియు 1024 ను చదువుతుంది మరియు 2.5 వి లాగా ఎక్కడో ఉంటే ఎంసియు 512 చదువుతుంది. ADC మరియు ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ యొక్క రిజల్యూషన్ ఆధారంగా MCU చే చదవబడే డిజిటల్ విలువను లెక్కించడానికి.

(ADC రిజల్యూషన్ / ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్) = (ADC డిజిటల్ విలువ / వాస్తవ వోల్టేజ్ విలువ)

ADC కోసం రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్

మీకు తెలిసి ఉండవలసిన మరో ముఖ్యమైన పదం రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్. ADC మార్పిడి సమయంలో తెలియని వోల్టేజ్ యొక్క విలువను తెలిసిన వోల్టేజ్‌తో పోల్చడం ద్వారా కనుగొనబడుతుంది, దీనిని వోల్టేజ్‌ను రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ అంటారు. సాధారణంగా అన్ని MCU కి అంతర్గత రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్‌ను సెట్ చేయడానికి ఒక ఎంపిక ఉంటుంది , అంటే మీరు ఈ వోల్టేజ్‌ను అంతర్గతంగా సాఫ్ట్‌వేర్ (ప్రోగ్రామ్) ఉపయోగించి అందుబాటులో ఉన్న కొంత విలువకు సెట్ చేయవచ్చు. Arduino UNO బోర్డులో రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ అంతర్గతంగా డిఫాల్ట్‌గా 5V కు సెట్ చేయబడింది, అవసరమైతే సాఫ్ట్‌వేర్‌లో అవసరమైన మార్పులు చేసిన తర్వాత కూడా Vref పిన్ ద్వారా బాహ్యంగా ఈ రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్‌ను సెట్ చేయవచ్చు.

కొలిచిన అనలాగ్ వోల్టేజ్ విలువ ఎల్లప్పుడూ రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ విలువ కంటే తక్కువగా ఉండాలి మరియు రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ విలువ ఎల్లప్పుడూ మైక్రోకంట్రోలర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ విలువ కంటే తక్కువగా ఉండాలి అని ఎల్లప్పుడూ గుర్తుంచుకోండి.

ఉదాహరణ

ఇక్కడ మేము 3 బిట్ రిజల్యూషన్ మరియు 2 వి రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ ఉన్న ADC ని ఉదాహరణగా తీసుకుంటున్నాము. కనుక ఇది 0-2v అనలాగ్ వోల్టేజ్‌ను 8 (2 ³) వేర్వేరు స్థాయిలతో మ్యాప్ చేయగలదు, ఈ క్రింది చిత్రంలో చూపిన విధంగా:

కాబట్టి అనలాగ్ వోల్టేజ్ 0.25 అయితే డిజిటల్ విలువ దశాంశంలో 1 మరియు బైనరీలో 001 అవుతుంది. అదేవిధంగా అనలాగ్ వోల్టేజ్ 0.5 అయితే డిజిటల్ విలువ దశాంశంలో 2 మరియు బైనరీలో 010 అవుతుంది.

కొన్ని మైక్రోకంట్రోలర్‌లో ఆర్డునో, ఎంఎస్‌పి 430, పిఐసి 16 ఎఫ్ 877 ఎ వంటి అంతర్నిర్మిత ఎడిసి ఉంది, అయితే కొంతమంది మైక్రోకంట్రోలర్‌కు 8051, రాస్‌ప్బెర్రీ పై మొదలైనవి లేవు మరియు మేము ADC0804, ADC0808 వంటి డిజిటల్ కన్వర్టర్ IC లకు కొంత బాహ్య అనలాగ్‌ను ఉపయోగించాలి.

క్రింద మీరు వివిధ మైక్రోకంట్రోలర్లతో ADC యొక్క వివిధ ఉదాహరణలను కనుగొనవచ్చు:

• Arduino Uno లో ADC ని ఎలా ఉపయోగించాలి?
• రాస్ప్బెర్రీ పై ADC ట్యుటోరియల్
• 8051 మైక్రోకంట్రోలర్‌తో ADC0808 ఇంటర్‌ఫేసింగ్
• AVR మైక్రోకంట్రోలర్ ఉపయోగించి 0-25V డిజిటల్ వోల్టమీటర్
• STM32F103C8 లో ADC ని ఎలా ఉపయోగించాలి
• MSP430G2 లో ADC ని ఎలా ఉపయోగించాలి

ADC రకాలు మరియు పని

ADC లో చాలా రకాలు ఉన్నాయి, సాధారణంగా ఉపయోగించేవి ఫ్లాష్ ADC, ద్వంద్వ వాలు ADC, వరుస ఉజ్జాయింపు మరియు ద్వంద్వ వాలు ADC. ఈ ADC యొక్క ప్రతి పని మరియు వాటి మధ్య వ్యత్యాసం ఈ ఆర్టికల్‌కు చాలా క్లిష్టంగా ఉన్నందున అవి ఎలా ఉండవచ్చో వివరించడానికి. కానీ ఒక కఠినమైన ఆలోచన ఇవ్వడానికి ADC కి అంతర్గత కెపాసిటర్ ఉంది, ఇది కొలవవలసిన అనలాగ్ వోల్టేజ్ ద్వారా ఛార్జ్ అవుతుంది. అప్పుడు మేము కెపాసిటర్‌ను కొంతకాలం డిశ్చార్జ్ చేయడం ద్వారా వోల్టేజ్ విలువను కొలుస్తాము.

కొన్ని సాధారణంగా ADC పై తలెత్తే ప్రశ్నలు

నా ADC ని ఉపయోగించి 5V కన్నా ఎక్కువ కొలవడం ఎలా?

ఇంతకుముందు చర్చించినట్లుగా, ADC మాడ్యూల్ మైక్రోకంట్రోలర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ కంటే వోల్టేజ్ విలువను కొలవదు. అంటే 5 వి మైక్రోకంట్రోలర్ దాని ఎడిసి పిన్‌తో గరిష్టంగా 5 వి మాత్రమే కొలవగలదు. మీరు చెప్పేదానికన్నా ఎక్కువ ఏదైనా కొలవాలనుకుంటే, మీరు 0-12V ను కొలవాలనుకుంటే, మీరు సంభావ్య డివైడర్ లేదా వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్ ఉపయోగించి 0-12V ని 0-5V లోకి మ్యాప్ చేయవచ్చు. ఈ సర్క్యూట్ MCU కోసం విలువలను మ్యాప్ చేయడానికి ఒక జత రెసిస్టర్‌లను ఉపయోగిస్తుంది, మీరు లింక్‌ను ఉపయోగించి వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్ గురించి మరింత తెలుసుకోవచ్చు. మా పై ఉదాహరణ కోసం, వోల్టేజ్ మూలానికి సిరీస్‌లో 1 కె రెసిస్టర్ మరియు 720 ఓం రెసిస్టర్‌ను ఉపయోగించాలి మరియు పై లింక్‌లో చర్చించినట్లు రెసిస్టర్‌ల మధ్య వోల్టేజ్‌ను కొలవాలి.

ADC నుండి డిజిటల్ విలువలను వాస్తవ వోల్టేజ్ విలువలుగా మార్చడం ఎలా?

అనలాగ్ వోల్టేజ్‌ను కొలవడానికి ADC కన్వర్టర్‌ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు MCU పొందిన ఫలితం డిజిటల్‌లో ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, 10-బిట్ 5 వి మైక్రోకంట్రోలర్‌లో కొలవవలసిన అసలు వోల్టేజ్ 4 వి అయినప్పుడు ఎంసియు దానిని 820 గా చదువుతుంది, మనం మళ్ళీ పైన చర్చించిన సూత్రాలను ఉపయోగించి 820 ను 4 విగా మార్చవచ్చు, తద్వారా దాన్ని మనలో ఉపయోగించుకోవచ్చు లెక్కలు. అదే క్రాస్ చెక్ అనుమతిస్తుంది.

(ADC రిజల్యూషన్ / నిర్వాహణ వోల్టేజ్) = (ADC డిజిటల్ విలువ / యాక్చువల్ వోల్టేజ్ విలువ) యాక్చువల్ వోల్టేజ్ విలువ = ADC డిజిటల్ విలువ * (నిర్వాహణ వోల్టేజ్ / ADC రిజల్యూషన్) = * 820 (5/1023) = 4.007 = ~ 4V

మీకు ADC గురించి సరసమైన ఆలోచన వచ్చిందని మరియు వాటిని మీ అనువర్తనాల కోసం ఎలా ఉపయోగించాలో ఆశిస్తున్నాము. భావనలను అర్థం చేసుకోవడంలో మీకు ఏమైనా సమస్య ఉంటే, మీ వ్యాఖ్యలను క్రింద పోస్ట్ చేయడానికి లేదా మా ఫోరమ్‌లలో వ్రాయడానికి సంకోచించకండి.