Zobrazenie zdroja stránky RP2350-Zero/ADC

== ADC ==

ADC (Analog-to-Digital Converter) prevádza analógové napätie (spojitá hodnota, napr. 0–3,3 V) na digitálne číslo, s ktorým už vie program ďalej pracovať. Na rozdiel od digitálneho vstupu, ktorý rozlišuje iba HIGH/LOW, ADC vie povedať aj "koľko presne".

Nie každý GPIO pin má ADC – táto funkcia je vyhradená len na niektoré piny. Presne ktoré piny to sú na RP2350-Zero, over si v [https://www.waveshare.com/wiki/RP2350-Zero#Arduino_IDE_Series oficiálnom pinoute], keďže sa forma dosky líši od klasického Pico layoutu.

[[File:Adc.png|350px]]

Obrázok ukazuje, čo ADC v skutočnosti robí: spojitý analógový signál (napr. napätie z páčky) rozdelí na diskrétne "schodíky" – konkrétne číselné hodnoty, s ktorými už vie program ďalej pracovať.

Dôležité: analógové vstupy na RP2350 sú hardvérovo '''12-bitové''' (rozsah 0–4095), no Arduino framework ich '''defaultne číta ako 10-bitové''' (0–1023) kvôli kompatibilite s inými doskami. Ak chceš využiť celý rozsah, treba si o to výslovne povedať funkciou <code>analogReadResolution(12)</code> – presne to robíme v druhom príklade nižšie.

=== 10-bitový ADC (joystick) ===

Joystick je presne takýto prípad: VRX a VRY vracajú analógové napätie podľa toho, ako veľmi je páčka vychýlená. V Arduino frameworku sa hodnota číta funkciou <code>analogRead(pin)</code>, ktorá bez ďalšieho nastavenia vracia hodnotu 0–1023 (10-bit rozlíšenie, viď poznámka vyššie).

<syntaxhighlight lang="cpp">
const int PIN_VRX = 26;
const int PIN_VRY = 27;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  int hodnotaX = analogRead(PIN_VRX);
  int hodnotaY = analogRead(PIN_VRY);

  Serial.print("VRX: ");
  Serial.print(hodnotaX);
  Serial.print("  VRY: ");
  Serial.println(hodnotaY);

  delay(200);
}
</syntaxhighlight>

Surová hodnota (0–1023) sama o sebe veľa nepovie – v praxi si ju zvyčajne prepočítaš na užitočnejší rozsah, napríklad <code>map(hodnotaX, 0, 1023, -100, 100)</code>, aby si dostal rýchlosť alebo výchylku v rozsahu, s ktorým sa ti ľahšie pracuje.

'''Poznámka:''' presnú hodnotu referenčného napätia si over v dokumentácii – pri práci s citlivejšími meraniami (napr. presné napätie z batérie) sa oplatí skontrolovať, či Arduino framework nepoužíva pre RP2350 iné predvolené nastavenia než klasický RP2040.

=== 12-bitový ADC (line senzor + multiplexor) ===

Ako je spomenuté vyššie, ADC na RP2350 je hardvérovo '''12-bitový''' (rozsah 0–4095), teda presnejší než predvolený 10-bit (0–1023) príklad vyššie – stačí zavolať <code>analogReadResolution(12)</code>.

Problém je, že ADC-schopných pinov je na doske len pár (rádovo 3–4), no niektoré senzory majú oveľa viac analógových výstupov naraz – napríklad 8-kanálový line senzor '''QTR-8A''' (8 samostatných IR reflexných snímačov). Riešením je '''multiplexor''' (napr. 74HC4051, 8-kanálový analógový mux): všetkých 8 signálov sa privedie naň, a on podľa 3 digitálnych "výberových" pinov (S0, S1, S2 – binárna adresa 000 až 111) prepája vždy len jeden z nich na spoločný výstup, ktorý ide do jediného ADC pinu.

<syntaxhighlight lang="cpp">
const int PIN_S0 = 13;
const int PIN_S1 = 14;
const int PIN_S2 = 15;
const int PIN_ADC = 26; // spolocny vystup z multiplexora

const int POCET_KANALOV = 8;
int hodnoty[POCET_KANALOV];

void nastav_kanal(int kanal) {
  digitalWrite(PIN_S0, kanal & 0x01);
  digitalWrite(PIN_S1, (kanal >> 1) & 0x01);
  digitalWrite(PIN_S2, (kanal >> 2) & 0x01);
}

void setup() {
  pinMode(PIN_S0, OUTPUT);
  pinMode(PIN_S1, OUTPUT);
  pinMode(PIN_S2, OUTPUT);

  analogReadResolution(12); // vyuzijeme cely 12-bit rozsah (0-4095)
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  for (int kanal = 0; kanal < POCET_KANALOV; kanal++) {
    nastav_kanal(kanal);
    delayMicroseconds(20); // kratke ustalenie signalu po prepnuti kanala
    hodnoty[kanal] = analogRead(PIN_ADC);
  }

  for (int i = 0; i < POCET_KANALOV; i++) {
    Serial.print(hodnoty[i]);
    Serial.print("\t");
  }
  Serial.println();

  delay(100);
}
</syntaxhighlight>

Program postupne prepína všetkých 8 kanálov (binárne 000, 001, 010... 111), pri každom krátko počká, kým sa signál ustáli po prepnutí, a až potom prečíta ADC. Výsledkom je 8 hodnôt naraz, hoci fyzicky používame len jeden ADC pin.

'''Poznámka:''' presné číslo pinu s ADC funkciou a maximálny počet dostupných ADC pinov na RP2350-Zero si over v pinoute – rovnako aj to, či <code>analogReadResolution(12)</code> funguje v Arduino frameworku pre RP2350 rovnako ako pre RP2040.

[[Category:RP2350-Zero]]