{"id":41,"date":"2019-06-06T11:50:54","date_gmt":"2019-06-06T09:50:54","guid":{"rendered":"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ss2019mo\/?page_id=41"},"modified":"2019-07-09T13:05:38","modified_gmt":"2019-07-09T11:05:38","slug":"adc-dac","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/Synthaffaere\/beispiel-seite\/adc-dac\/","title":{"rendered":"ADC\/DAC"},"content":{"rendered":"

ADC\/DAC<\/strong><\/p>\n

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Unter ADC versteht man eine Funktion, die analoge Signale zu Digitalen umwandelt. Genau das Gegenteil wird mit dem DAC erzielt. Ein digitales Signal wird zu einem Analogen \u00fcbersetzt. Die Aufgabe der DAC\/ADC Gruppe, bestehend aus den Mitgliedern Mehdi , Ahmed B, Ahmed M und mit freundlicher Unterst\u00fctzung von Miriam Zeineddine, war es den Digital-Analog-Umwandler, sowie den Analog-Digital-Umwandler zu realisieren und die Werte des Infrarotsensors zu verarbeiten.<\/p>\n

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Abbildung 1: Blockschaltbild der ADC\/DAC Gruppe<\/p><\/div>\n

Zun\u00e4chst haben wir \u00dcberlegungen getroffen, wie wir den DAC realisieren m\u00f6chten. Hierbei haben sich verschiedene Schaltungsm\u00f6glichkeiten erwiesen. Wir haben uns f\u00fcr die Realisierung des Digital-Analog-Umwandlers als R2R-Widerstandsnetzwerk entschieden, weil es einfacher war, dieses Netzwerk zu realisieren. Hierbei sind wir auf verschiedenen Internetseiten f\u00fcndig geworden. Wir haben uns f\u00fcr die R2R Realisierung von https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/R2R-Netzwerk<\/em> entschieden. In Abbildung 2 sei die Schaltung schematisch dargestellt.<\/p>\n

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Abbildung 2: R2R-Netzwerk Aufbau in LT-Spice<\/p><\/div>\n

Zun\u00e4chst haben wir das R2R Netzwerk mit ca. R=15k\u03a9 und 2R=30k\u03a9 auf dem Steckbrett realisiert. Nachdem der DAC realisiert worden ist, blieb es uns nur noch \u00fcbrig die Schaltung mit einem Testdurchlauf auf Funktionalit\u00e4t zu pr\u00fcfen. Danach wurde der Mikrocontroller ans Steckbrett gesteckt und mittels USB-Anschluss an den PC verbunden. Die jeweiligen Bits wurden mit den Pins des Mikrocontrollers auf dem Steckbrett verbunden. Mit der Programmierumgebung Atmel Studio 7<\/strong> haben wir eine Testdatei erstellt und das Programm mittels Programmer auf den Mikrocontroller geladen. Aufgrund des Widerstandsnetzwerks haben die LEDs wie gew\u00fcnscht geblinkt.
\nDer DAC wurde ben\u00f6tigt, um der Gruppe „Klangerzeugung“ die Noten als analoges Signal weiterzugeben. Dieser wandelt das digitale Signal der Noten in ein analoges Signal um. N\u00e4heres dazu im n\u00e4chsten Abschnitt.
\nDer Aufbau dieser Schaltung sei in Abbildung 3 dargestellt:<\/p>\n

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Abbildung 3: Aufbau des R2R-Netzwerks auf dem Steckbrett<\/p><\/div>\n

Als n\u00e4chstes war es unsere Aufgabe mittels ADU den Infrarotsensor zu realisieren. Infrarotsensoren erfassen Strahlungen, die sich in einem Bereich befinden, der sich unterhalb dem vom menschlichen Auge wahrnehmenden Rotlicht befindet. Wir haben als Infrarotsensor den Distanzsensor GP2-0215k verwendet. Je nach Entfernung vom Sensor leitet der Distanzsensor eine unterschiedliche Spannung an den ATmega32 weiter. Das Verhalten der Spannung in Abh\u00e4ngigkeit der Distanz ist in Abbildung 4 einzusehen. Es werden verschiedene Spannungsabf\u00e4lle erzeugt, die dann verschiedenen T\u00f6nen zugewiesen werden. Bei einer Entfernung kleiner als 20 cm und gr\u00f6\u00dfer als 150 cm entf\u00e4llt der Ton. Der ATmega32 beinhaltet einen Analog Digital Umwandler. Damit wird unser analoges Signal, welches aus dem Infrarotsensor kommt in ein 10 Bit digitales Signal umgewandelt. Dessen Aufl\u00f6sung haben wir in 14 Bereiche unterteilt. Wir haben 12 T\u00f6ne zur Verf\u00fcgung und bei dem ersten sowie letzten Bereichen soll kein Ton erzeugt werden.<\/p>\n

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Abbildung 4: Kennlinie des Infrarotsensors in Abh\u00e4ngigkeit der L\u00e4nge<\/p><\/div>\n

Um zwischen den 12 Bereichen unterscheiden zu k\u00f6nnen, haben wir uns f\u00fcr eine switch-case Anweisung Anweisung entschieden. Dies erleichtert den Programmieraufwand und verbessert die Lesbarkeit des Codes.
\nFolgende Methoden wurden implementiert:<\/p>\n