8-mavzu. Mikrokontrollerlarni analogli signallari qabul qilish va qayta ishlash. Reja

Impuls kengligi modulyatsiyasi nima?

Boshqarish qurilmalarining algoritmlari va dasturlariqanday tuziladi?

Chastotani o'zgartirish nima?



9-mavzu. Mikrokontroller yordamida raqamli sensorlardan signallarni qabul qilish va ularni qayta ishlash texnologiyalari.
Reja:

1. 
   Raqamli sensor tushunchasi va turlari.
   
2. 
   Raqamli sensor bilan analogli sensorning farqi.
   
3. 
   Raqamli signallarni qayta ishlash algoritmlari va dasturlari.
   

Tayanch so’z iboralar: Sensor, Raqamli signallar, termometr, Analogli sensorlar.
Sensor (datchik) deganda biror bir ob’ektning joriy holati to‘g‘risida o‘lchash ishlarini amalga oshiruvchi va ma’lumot beruvchi qurilma tushuniladi. Sensorga oddiy termometr, barometr kabi qurilmalarni misol qilib keltirish mumkin. Sensorning asosini qandaydir modda yoki jarayonga sezuvchanlik xususiyatiga ega bo‘lgan qism tashkil qiladi. Ko‘pincha bunday qismlar tashqi ta’sir oqibatida o‘zining ma’lum xususiyatlarini o‘zgartirish qobiliyatiga ega bo‘ladi. Masalan, fotosensor yorug‘lik ta’sirida o‘zining elektr tokini o‘tkazish darajasini o‘zgartiradi, oddiy simobli termometr esa issiqlik ta’sirida simob xajmining kattalashishi xususiyatiga asoslangan.
Sensorlar, asosan, mexanik va elektron turlarga bo‘linadi. Masalan, agar barometr gaz bosimi ta’sirida porshenning surilish darajasiga asoslangan bo‘lsa, mexanik, bosim ta’sirida elektr tokini o‘tkazish xususiyati o‘zgarishiga (masalan, mikrofonda) asoslangan bo‘lsa elektron sensor hisoblanadi.
Zamonaviy avtomatlashtirish sohasida, asosan, elektron datchiklardan foydalaniladi. Lekin ba’zida mexanik sensorlardan ham foydalaniladi (masalan, issiqlik relesi).
Elektron datchiklar ham, o‘z navbatida, 2 turga bo‘linadi: raqamli va analogli.Raqamli sensorlar, odatda, “bor” yoki “yo‘q”, “baland” yoki “past”, “rost” yoki “yolg‘on” kabi faqat ikkita ma’lumot berishga mo‘ljallangan. Bunday sensorlarga qo‘ng‘iroq tugmachasi, elektromagnit rele kabilarni misol keltirish mumkin.
Analogli sensorlar esa ma’lum bir son oralig‘idagi miqdorlarni uzatishga mo‘ljallangan bo‘ladi. Masalan, termometr o‘zi mo‘ljallangan, aytaylik 0 gradusdan 100 gradusgacha bo‘lgan oraliqdagi issiqlik miqdorini aniqlab beradi.
Tabiatda analogli signallar uzluksiz xarakterga ega bo‘ladi. Masalan, yer yuzidagi havoning harorati, uzluksiz vaqt oralig‘ida, aytaylik, -70 garadusdan +70 gradusgacha bo‘lgan haqiqiy sonlarning ixtiyoriysiga teng bo‘lishi mumkin. Lekin, elektronikada uzluksiz vaqt oralig‘idan foydalanish imkoniyati mavvjud emas. Biror bir ob’ektning harorati to‘g‘risidagi informatsiyani ma’lum vaqt momentlaridagina olish mumkin. Ya’ni, harorat to‘g‘risidagi ma’lumotlar, masalan, har sekundda yoki millisekundda olib turilishi mumkin. Bunday holatda harorat miqdorlari diskret xarakterga ega bo‘ladi.
Quyida biz faqat raqamli sensorlar orqali olingan ma’lumotlarni arduino mikrokontrolleri yordamida qayta ishlash algoritmlarini ko‘rib chiqamiz.
Misol sifatida tovush sensoridan foydalanib, xona chirog‘ini qarsak yordamida yoqib-o‘chirish masalasini ko‘rib chiqamiz. Masala bir marta qarsak chalganda chiroq yonishi, yana bir marta chalganda o‘chishini mikrokontroller yordamida avtomatlashtirishdan iborat.
Umumiylikka zarar etkazmasdan, xona chirog‘i sifatida kichik quvvatli oddiy diodli lampadan foydalanamiz. Katta quvvatli chiroqni boshqarish uchun diodli lampaga yuborilgan signalni kontaktli relega yuborish va uning vazifasi etib xona chirog‘ini yoqib-o‘chirishni (vklyuchatel vazifasini) belgilash kifoya.
Boshqaruv dasturining kodi quyidagi ko‘rinishga ega bo‘ladi.
boolean statuslamp; // lampaning o‘chiq yoki yoniq holati o‘zgaruvchisi
void setup() {
// tovush signalini A0 pindan olamiz
pinMode(A0,INPUT);
// boshqaruv signalini D05 pinga yuboramiz
pinMode(5, OUTPUT);
// Dastlab chiroq o‘chiq deb faraz qilamiz
statuslamp=false;
digitalWrite(12, statuslamp);
}
// Asosiy takrorlanuvchi dastur tanasi
void loop() {
// Agar sensordan yuqori signal kelsa lampochka holatini teskarisiga
// almashtiramiz, ya’ni o‘chiq bo‘lsa yoniq, yoniq bo‘lsa o‘chiq deb olamiz.
if(analogRead(A0)>500) {statuslamp=!statuslamp;
// Signalni lampaga yuboramiz
digitalWrite(12,statuslamp);
// Keyingi qarsakni kutamiz
delay(500); }
}
Ushbu kodni kompillyatsiya qilib, mikrokontroller xotirasiga joylasak, ko‘zlangan maqsadga erishamiz.