아날로그 데이터 입출력

●아날로그(Analog) 데이터

 ▷연속적인(continuous) 데이터

 ▶디지털과 비교

  ▷장점 : 원본 데이터에 충실하다.

  ▷단점 : 노이즈에 약하다. 온도 특성이 나쁘다. 데이터 처리가 복잡하다.

 ▶Analog to Digatal 컨버팅

  1. 필터링(Filtering) : 본래 신호를 정확히 표본화 하기 위해 잡음 등의 신호를 차단하는 것.

  2. 표본화(Sampling) : 아날로그 파형을 디지털 형태로 변환하기 위해 표본을 취하는 것.

   ▷표본화율 : 1초동안 취한 표본수 (Hz). 높을수록 본래 신호 특성을 잘 유지할 수 있지만, 데이터 양이 많아진다.

   ▷나이퀴스트 정리 : 최대 주파수성분이 f_max인 아날로그 신호는 적어도 2*f_max이상의 표본화율로 샘플링할 경우, 원신호를 완전히 복원할 수 있다. -> 나이퀴스트 주파수 : 2*f_max

  3. 양자화(Quantization) : 표본화에서 얻어진 수치(y축)를 n개의 레벨로 분해한 뒤, 샘플값을 근사시키는 것. -> 정밀도

  4. 부호화(Coding) : 양자화된 값을 비트로 변환하는 것.

 

○Arduino 아날로그 데이터 입력

 ▷ATmega2560에는 16채널의 10비트 해상도(0~1023 -> 0~5V) 아날로그-디지털 변환기가 포함되어 있음

 ▷A0~A15(디지털54~69)

 ▷하나의 아날로그-디지털 변환기를 공유하므로 동시에 여러 채널 사용은 불가능함.

 ▶Pulse-Width Mpdulation(PWM)

  ▷아날로그 신호를 디지털화 하여 인코딩하는 방법

  ▷일정한 주기에서 정사각파의 0, 1부분의 비율(1의 비율 0~100%->dutyCycle)을 조정하여 0~5V의 아날로그 값을 입력함

  ▷PWM은 디지털 신호의 일종이지만, 출력 함수가 analogWrite이므로 흔히 아날로그 데이터 출력으로 불린다.

  ▷디지털 2~13번, 디지털 44~46번이 PWM신호를 출력 가능함.

 

※가변저항 연결

가변저항 연결

 ▶위에서 본 기준으로

  ▷왼쪽 : GND / 중앙 : 출력핀 / 오른쪽 : VCC

 

※RGB LED연결

RGB LED 연결

 ▶헤드를 위로 눕혀서 봤을때 기준으로

  ▷가장 왼쪽(1번째) : R / 2번째 : VCC / 3번째 : G / 4번째 : B

  ▷GND가 없음에 주의

  ▷공통 양극 방식이므로, analogWrite(0)에서 최대 밝기, analogWrite(255)에서 최소 밝기 임에 주의

 

◎analog데이터 입출력 함수

 ▷analogRead (pin번호) : pin에서 아날로그 값을 읽어온다. (0~1023)

 ▷analogWrite (pin번호, 0~255사이의 dutyCycle) : pin에서 PWM으로 아날로그 데이터를 출력한다.

 ▷analog Reference (모드) : 기준 전압을 설정한다. DEFAULT(5V) / INTERNAL(1.1V)->ATmega2560사용 불가 / INTERNAL1V1(1.1V)->ATmega2560에서만 사용 / INTERNAL2V56(2.56V)->ATmega2560에서만 사용 / EXTERNAL(AREF핀에 인가된 0~5V)