RP2350-Zero/ADC - História úprav

Sebastian: /* ADC */

2026-09-08T18:17:58Z

ADC

← Staršia verzia		Verzia z 18:17, 8. september 2026
Riadok 1:		Riadok 1:
			[[RP2350 - úvod\|Späť k RP2350-zero]]

	== ADC ==		== ADC ==

Sebastian: /* 12-bitový ADC (line senzor + multiplexor) */

2026-09-04T11:06:32Z

12-bitový ADC (line senzor + multiplexor)

← Staršia verzia		Verzia z 11:06, 4. september 2026
Riadok 57:		Riadok 57:
	'''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.		'''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~~) ===		=== 12-bitový ADC (mikrofón) ===

	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>.		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~~.		Analógové výstupy vysiela samotný mikrofón KY-53. Nižšie uvedený príklad uvádza takéto čítanie z mikrofónu. Mikrofón zachytí zvuk a podla jeho intenzity a frekvencie prevedie na analógový signál, ktorý čítame na vstupe RP2350.

	<syntaxhighlight lang="cpp">		<syntaxhighlight lang="cpp">
	const int ~~PIN_S0~~ = ~~13;~~		const int MIC_DIGITAL = 5; // digitálny výstup D0
	~~const int PIN_S1 = 14~~;		const int MIC_ANALOG = 26; // analógový výstup A0 (ADC)
	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() {		void setup() {
	pinMode(~~PIN_S0~~, ~~OUTPUT~~);		pinMode(MIC_DIGITAL, INPUT);
	~~pinMode~~(~~PIN_S1, OUTPUT~~);		Serial.begin(9600);
	~~pinMode(PIN_S2, OUTPUT);~~		analogReadResolution(12);

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

	void loop() {		void loop() {
	~~for (~~int ~~kanal~~ = ~~0; kanal < POCET_KANALOV; kanal++) {~~		int digitalVal = digitalRead(MIC_DIGITAL); // 0 alebo 1
	~~nastav_kanal(kanal);~~		int analogVal = analogRead(MIC_ANALOG); // 0 až 4095
	~~delayMicroseconds~~(20); // ~~kratke ustalenie signalu po prepnuti kanala~~
	~~hodnoty[kanal]~~ = analogRead(~~PIN_ADC~~);
	}

	~~for~~ (~~int i = 0; i < POCET_KANALOV~~; ~~i++) {~~		Serial.print("Digitálny: ");
	Serial.print(~~hodnoty[i]~~);		Serial.print(digitalVal);
	Serial.print("\t");		Serial.print(" \| Analógový: ");
	}		Serial.println(analogVal);
	Serial.println();

	delay(~~100~~);		delay(50);
	}		}
	</syntaxhighlight>		</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]]		[[Category:RP2350-Zero]]

Sebastian na 10:05, 4. september 2026

2026-09-04T10:05:20Z

← Staršia verzia		Verzia z 10:05, 4. september 2026
Riadok 109:		Riadok 109:

	[[Category:RP2350-Zero]]		[[Category:RP2350-Zero]]


	__notoc__		__notoc__

Sebastian na 10:04, 4. september 2026

2026-09-04T10:04:28Z

← Staršia verzia		Verzia z 10:04, 4. september 2026
Riadok 3:		Riadok 3:
	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".		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.		=== Ako to funguje – postupná aproximácia ===

	~~[[File:Adc~~.~~png\|350px]]~~		Existuje viacero spôsobov, ako previesť analógový signál na digitálny, no najbežnejšia metóda (používa ju napr. aj ATMEGA328 v klasickom Arduine) sa volá '''postupná aproximácia (successive approximation)'''.

	~~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.		Proces má dva kroky:

			* '''Vzorkovanie (sample & hold)''' – v pravidelných intervaloch (vzorkovacia frekvencia) sa "odfotí" aktuálna hodnota napätia a na krátky čas sa podrží nezmenená (nabije sa na malý kondenzátor), aby ju obvod stihol spracovať. Čím vyššia vzorkovacia frekvencia, tým presnejšie ADC zachytí priebeh rýchlo sa meniaceho signálu.
			* '''Postupná aproximácia''' – obvod (SAR, successive approximation register) postupne "hádne" binárnu hodnotu, tú si cez interný DAC (digitálno-analógový prevodník) premení späť na napätie a porovná s podrženou vzorkou pomocou komparátora. Podľa výsledku porovnania hádanie krok po kroku spresňuje (podobne ako hra "väčšie/menšie"), až kým nedostane výsledné binárne číslo.

			Nameranú binárnu hodnotu vieš prepočítať naspäť na skutočné napätie podľa vzorca:

			: <code>napätie = (referenčné_napätie × nameraná_hodnota) / maximálna_hodnota</code>

			Napríklad pri 10-bitovom ADC (maximálna hodnota 1023) s referenčným napätím 5 V a nameranou hodnotou 100 vychádza napätie <code>(5 × 100) / 1023 ≈ 0,49 V</code>.

			Rozlíšenie (počet bitov) určuje, koľko rôznych úrovní vie ADC rozlíšiť – pri '''n-bitovom''' ADC je to 2<sup>n</sup> úrovní (10-bit = 1024 úrovní, 12-bit = 4096 úrovní). Viac bitov = jemnejšie "schodíky" medzi jednotlivými nameranými hodnotami.

			Nie každý GPIO pin má ADC – táto funkcia je vyhradená len na niektoré piny (RP2350-Zero má 4 ADC-schopné piny). Presne ktoré to sú, over si v [https://www.waveshare.com/wiki/RP2350-Zero#Arduino_IDE_Series oficiálnom pinoute].

			[[File:Adc.png\|550px]]

			Obrázok ukazuje výsledok celého procesu: spojitý analógový signál (napr. napätie z páčky) sa 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.		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.
Riadok 92:		Riadok 109:

	[[Category:RP2350-Zero]]		[[Category:RP2350-Zero]]

			__notoc__

Sebastian: Vytvorená stránka „== 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#Ardui…“

2026-09-03T12:14:26Z

Vytvorená stránka „== 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#Ardui…“

Nová stránka

== 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]]