Arduino UNO R4 Minima Digital-to-Analog Converter (DAC)

 

Arduino UNO R4 Minima memiliki DAC (Digital-to-Analog Converter) bawaan yang digunakan untuk mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog. Fitur ini dapat digunakan untuk membuat banyak proyek audio, tetapi juga berfungsi sebagai peralatan lab profesional untuk generator fungsi yang murah. Pada artikel ini, Anda akan belajar :

 

• Fitur DAC pada UNO R4 Minima,

• Perbedaan antara teknik PWM dan DAC,

• Cara menghasilkan bentuk gelombang (sinus),

• Bagaimana menampilkan bentuk gelombang ini pada speaker piezo.

 

Hardware dan Software

• Arduino UNO R4 Minima

• Bel piezo

• Potensiometer

•  Kabel jumper

 

Rangkaian yang diperlukan untuk tutorial ini dapat ditemukan pada diagram di bawah ini :

 

Output Analog vs PWM

Untuk banyak kasus penggunaan ketika keluaran analog diperlukan, menggunakan PWM (Pulse Width Modulation). Hal ini dikarenakan, pada dasarnya keluaran analog asli akan menghasilkan hasil yang sama. Sebuah pin keluaran digital hanya dapat menyala penuh (TINGGI) atau mati sepenuhnya (RENDAH), tetapi dengan menyalakan dan mematikannya dengan sangat cepat dengan pengaturan waktu yang tepat, tegangan rata-rata dapat dikontrol dan meniru keluaran analog. Metode ini disebut PWM.

Misalnya saat meredupkan LED, Anda dapat dengan bebas menggunakan pin digital berkemampuan PWM sebagai pin keluaran analog dan LED akan meredup sama seperti jika Anda menggunakan keluaran DAC. Namun hal tersebut tidak selalu terjadi dan untuk banyak penggunaan Anda perlu menggunakan keluaran analog asli untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Salah satu kasusnya adalah untuk keperluan audio, dimana keluaran PWM tidak akan memberikan kualitas suara yang sama dengan keluaran analog asli, dan membutuhkan beberapa mengutak-atik untuk bekerja di tempat pertama.

 

Kode

Kode untuk tutorial ini dibagi menjadi dua bagian, satu sketsa utama dan file header yang berisi bentuk gelombang gigi gergaji yang dibuat sebelumnya. Dengan sketsa ini, kami telah menghasilkan bentuk gelombang sinus sebelumnya. Anda juga dapat membuatnya secara dinamis baik di awal atau selama sketsa Anda, tetapi melakukannya akan kurang efisien tanpa mendapatkan kinerja apa pun. Jadi menempuh rute ini adalah praktik terbaik. Bentuk gelombang disimpan sebagai sampel dalam larik, dan dengan setiap putaran sketsa, kami akan memperbarui nilai keluaran DAC ke nilai berikutnya dalam larik. 

 

Buka sketsa baru dan rekatkan kode berikut ke jendela Anda.

 

 

Pengujian

Setelah Anda mengunggah kode ke papan, itu akan mulai menghasilkan osilasi gelombang sinus pada DAC, yang bergantung pada frekuensi dapat digunakan untuk menghasilkan suara pada buzzer atau speaker piezo. Jika Anda memiliki osiloskop, menghubungkan probe ke output DAC mungkin merupakan latihan yang menarik, jadi lihat seperti apa gelombangnya. Sekarang coba putar potensiometer dan dengarkan bagaimana suaranya berubah. Sekarang Anda tahu pengaturan Anda berfungsi, Anda dapat bereksperimen lebih jauh dengan berbagai contoh dan melihat bagaimana Anda dapat menggunakan DAC UNO R4 untuk menghasilkan suara dan bahkan melodi.

 

Frere Jacques

 

Yang ini misalnya memainkan melodi Frere Jacques:

 

Catatan Piano MIDI

Sketsa ini akan menguraikan input potensiometer menjadi beberapa langkah, yang diterjemahkan ke 88 not MIDI yang mewakili tuts piano.

 

Jadi, Anda telah bereksperimen dengan DAC pada papan Arduino UNO R4 dan menggunakannya untuk menghasilkan gelombang sinus terlebih dahulu, kemudian menjelajahi kemungkinan keluaran analog dengan menguji berbagai contoh. Berikut ini kami berikan Video Unboxing dari Arduino UNO R4 Minima. Di bawah ini adalah video dari bentuk fisik dari Arduino UNO versi terbaru, yaitu Arduino UNO R4 Minima :