電子工作メモ - ADコンバータ

ADコンバータ

• ポテンショメータ: 半固定抵抗

• ADC(analog digital converter)
  計測したアナログ信号をデジタル信号に変換する
  2つのキーポイント

  • 分解能(resolution)
  • チャンネル(channel)

• RaspberyPi の分解能

  • 12ビット($2^{12} = 4096 $)の分解能がある
    ex) 3.3Vの範囲の電圧の場合、3.3 / 4096 = 0.8mV 単位で分割される

  • しかし、MicroPythonの内部的なプロセスが16ビット($ 2^{16} = 65536 $)の分解能のため、0 - 65535 に分割される
    ex) 3.3Vの範囲の電圧の場合、3.3 / 65536 = 0.05mV 単位で分割される

    $ADCの値 = \frac{V}{3.3} \cdot 65536 $

ピン

• ポテンショメータ

  • 1: 3V3

  • 2: GND

  • 3: GP26

    09.1_AnalogRead

    from machine import ADC, Pin
    import time
    
    adc = ADC(26)
    try:
        while True:
            adcValue = adc.read_u16()
            voltage = adcValue / 65535.0 * 3.3
            print(f"ADC Value: {adcValue} Voltage: {voltage}V")
            time.sleep(0.1)
    except:
        pass
    

ポテンショメータとLED

ピン

• ポテンショメータ

  • 1: 3V3
  • 2: GND
  • 3: GP26

• LED

  • アノード: 220Ω + GP15

  • カソード: GND

    10.1_Soft_LED

    from machine import ADC, Pin, PWM
    import time
    
    adc = ADC(26)
    pwm = PWM(Pin(15))
    pwm.freq(1000)
    
    try:
        while True:
            adcValue = adc.read_u16()
            pwm.duty_16(adcValue)
            time.sleep(0.1)
    except:
        pwm.deinit()
    

Soft Colorful Light

ピン

• ポテンショメータ１

  • 1: 3V3
  • 2: GND
  • 3: GP26

• ポテンショメータ２

  • 1: 3V3
  • 2: GND
  • 3: GP27

• ポテンショメータ３

  • 1: 3V3
  • 2: GND
  • 3: GP28

• RGBLED

  • R: 220Ω + GP15
  • G: 220Ω + GP14
  • B: 220Ω + GP13
  • アノードコモン: 3V3
  10.2_Soft_Colorful_Light

  from machine import ADC, Pin, PWM
  import time
  
  adc_list = [ADC(26), ADC(27), ADC(28)]
  
  pwm_list = [PWM(Pin(gpno)) for gpno in [13, 14, 15]]
  [pwm.freq(1000) for pwm in pwm_list]
      
  try:
      while True:
          for adc, pwm in zip(adc_list, pwm_list):
              pwm.duty_u16(65535 - adc.read_u16())
          time.sleep(0.1)
  except:
      for pwm in pwm_list:
          pwm.deinit()
  

Sofr Rainbow Light

ピン

• ポテンショメータ

  • 1: 3V3
  • 2: GND
  • 3: GP26

• NeoPixel

  • VCC: 3V3

  • GND: GND

  • IN : GP15

  • OUT: N/A

    10.3_Soft_Rainbow_Light

    from machine import Pin, ADC
    from neopixel import myNeopixel
    import time
    
    red   = 0
    green = 0
    belu  = 0
    np = myNeopixel(8, 15)
    adc0 = ADC(26)
    
    # 255を2色で分ける
    def wheel(pos):
        global red, green, blue
        WheelPos = pos % 255
    
        # 3分割しているので1/3の値を求める
        one_third = (WheelPos % 85)
        big   = one_third * 3
        small = 255 - big
    
        # 赤<=>緑
        if WheelPos < 85:
            red   = small
            green = big
            blue  = 0
        # 緑<=>青
        elif 85 <= WheelPos < 170:
            red   = 0
            green = small
            blue  = big
        # 青<=>赤
        else :
            red   = big
            green = 0
            blue  = small
    
    np.brightness(20)
    while True:
        adcValue = adc0.read_u16() // 257
        for j in range(0, 8):
            wheel(adcValue + j*255 // 8)
            np.set_pixel(j, red, green, blue)
            np.show()
        time.sleep_ms(100)