第六章 類比信號處理 讀取類比值 從序列埠讀取類比輸入值 使用光敏電阻製作小夜燈 認識運算放大器 拍手控制開關
讀取類比值 對Arduino而言,類比資料就是0V到5V之間的電壓變化值,例如:0.8V, 2.7V, 3.6V, ...。 類比轉成數位的過程 參閱 6-2 讀取類比值的語法
從序列埠讀取類比輸入值 用可變電阻建立一個「電壓調節器」,讓輸出電壓隨著電阻值的變化而改變,藉以模擬類比資料。 參閱 6-4
光敏電阻 光敏電阻的阻值會隨著照度(亦即,光的亮度)變化。照度越高,阻值越低。光敏電阻的受光面,有鋸齒狀的感光材料。 參閱 6-5 測試條件 CdS電阻值 10KΩ分壓值 4.7KΩ分壓值 1KΩ分壓值 用高亮度LED照射 165Ω 0.08v 0.16v 0.7v 緊急出口指示燈 1KΩ 0.45v 0.87v 2.5v 客廳日光燈 3.3KΩ 1.24v 2.06v 3.83v 室內暗處 18KΩ 3.21v 3.96v 4.73v 用黑色膠布遮蓋 >2MΩ 4.95v 4.98v 4.99v 參閱 6-5
電阻分壓電路 在電子迴路中,流出的電流等於流入的電流。計算電流時,需要把所有電阻值加總。 參閱 6-6 電阻分壓代表分配電壓,使用兩個電阻構成的分壓電路與電壓計算公式:
使用光敏電阻製作小夜燈 使用光敏電阻和另一個電阻構成分壓電路;光敏電阻會隨著光線變化改變阻值。 參閱 6-8
認識運算放大器(一) 運算放大器是一種類比IC,它具有兩個高阻抗訊號輸入端,分別標示成非反相(+,也稱為正相)和反相(-),以及一個輸出端。 參閱 6-12 內部的差動放大器代表它會放大兩個輸入訊號的電位差。訊號放大倍率理論上是無限大,但真正的輸出值不會超過電源電壓。
認識運算放大器(二) 為了避免輸入端的微小訊號變化,都被放大到飽和電壓,放大器電路透過稱為回授(feedback)的方式,把輸出訊號回饋到輸入端,用以調整放大倍數。 非反相放大電路的輸出訊號的極性與輸入相同;反相放大的輸出訊號的極性與輸入相反。 參閱 6-14
認識運算放大器(三) 訊號放大的倍數由R1和R2電阻決定,為了方便計算,R1電阻通常選擇1KΩ(棕黑紅)或10KΩ(棕黑橙)。 如果擔心外部訊號的輸入電壓會超過微處理器所能承受的5V,可在Arduino的類比或數位腳,和外部電路之間,加入底下的過電壓保護電路: 參閱 6-16
麥克風聲音放大器電路 麥克風的輸出,連接到使用電容和電阻構成的高通濾波器(high-pass filter,只允許特定頻率以上的信號通過並且濾除直流) 參閱 6-18
自製麥克風聲音放大器 參閱 6-19
拍手控制開關改良版 millis()指令將傳回從程式啟動到目前所經過的毫秒數。透過它,程式能偵測兩次拍手的間隔時間。 參閱 6-20