Tutorial Arduino DAC: Menghubungkan mcp4725 12-bit digital-to

Kita semua tahu bahwa Mikrokontroler hanya bekerja dengan nilai digital tetapi di dunia nyata kita harus berurusan dengan sinyal analog. Itu sebabnya ADC (Analog to Digital Converters) ada untuk mengubah nilai analog dunia nyata menjadi bentuk Digital sehingga mikrokontroler dapat memproses sinyal. Tetapi bagaimana jika kita membutuhkan sinyal Analog dari nilai digital, maka inilah DAC (Digital to Analog Converter).

Contoh sederhana untuk pengonversi Digital ke Analog merekam lagu di studio di mana penyanyi artis menggunakan mikrofon dan menyanyikan lagu. Gelombang suara analog ini diubah menjadi bentuk digital dan kemudian disimpan dalam file format digital dan ketika lagu diputar menggunakan file digital yang disimpan, nilai-nilai digital tersebut diubah menjadi sinyal analog untuk keluaran speaker. Jadi dalam sistem ini DAC digunakan.

DAC dapat digunakan dalam banyak aplikasi seperti Kontrol motor, Kecerahan Kontrol Lampu LED, Amplifier Audio, Enkoder Video, Sistem Akuisisi Data, dll.

Di banyak mikrokontroler terdapat DAC internal yang dapat digunakan untuk menghasilkan keluaran analog. Tetapi prosesor Arduino seperti ATmega328 / ATmega168 tidak memiliki DAC inbuilt. Arduino memiliki fitur ADC (Analog to Digital Converter) tetapi tidak memiliki DAC (Digital to Analog Converter). Ini memiliki DAC 10-bit di ADC internal tetapi DAC ini tidak dapat digunakan sebagai mandiri. Jadi di sini, di tutorial Arduino DAC ini, kami menggunakan papan tambahan yang disebut Modul DAC MCP4725 dengan Arduino.

Modul MCP4725 DAC (Konverter Digital ke Analog)

MCP4725 IC adalah Modul 12-Bit Digital to Analog Converter yang digunakan untuk menghasilkan tegangan analog keluaran dari (0 sampai 5V) dan dikendalikan dengan menggunakan komunikasi I2C. Itu juga dilengkapi dengan EEPROM memori nonvolatile on board.

IC ini memiliki resolusi 12-Bit. Ini berarti kami menggunakan (0 hingga 4096) sebagai input untuk memberikan output tegangan sehubungan dengan tegangan referensi. Tegangan referensi maksimum adalah 5V.

Rumus untuk menghitung Tegangan Output

Tegangan O / P = (Tegangan Referensi / Resolusi) x Nilai Digital

Sebagai Contoh jika kita menggunakan 5V sebagai tegangan referensi dan anggaplah nilai digitalnya adalah 2048. Jadi untuk menghitung keluaran DAC.

Tegangan O / P = (5/4096) x 2048 = 2.5V

Pinout dari MCP4725

Di bawah ini adalah gambar MCP4725 dengan nama pin yang menunjukkan dengan jelas.

Pin MCP4725	Menggunakan
DI LUAR	Menghasilkan Tegangan Analog
GND	GND untuk Output
SCL	Garis I2C Serial Clock
SDA	Jalur Data Serial I2C
VCC	Tegangan Referensi Input 5V atau 3.3V
GND	GND untuk masukan

Komunikasi I2C di MCP4725 DAC

IC DAC ini dapat dihubungkan dengan mikrokontroler apa pun menggunakan komunikasi I2C. Komunikasi I2C hanya membutuhkan dua kabel SCL dan SDA. Secara default, alamat I2C untuk MCP4725 adalah 0x60 atau 0x61 atau 0x62. Bagi saya itu 0x61. Dengan menggunakan bus I2C kita dapat menghubungkan beberapa IC MCP4725 DAC. Hanya saja kita perlu mengubah alamat I2C dari IC. Komunikasi I2C di Arduino sudah dijelaskan secara detail pada tutorial sebelumnya.

Dalam tutorial ini kita akan menghubungkan IC MCP4725 DAC dengan Arduino Uno dan memberikan nilai input analog ke pin Arduino A0 dengan menggunakan potensiometer. Kemudian ADC akan digunakan untuk mengubah nilai analog menjadi bentuk digital. Setelah itu nilai digital tersebut dikirim ke MCP4725 melalui bus I2C untuk diubah menjadi sinyal analog menggunakan IC DAC MCP4725. Arduino pin A1 digunakan untuk memeriksa output analog MCP4725 dari pin OUT dan akhirnya menampilkan nilai dan voltase ADC & DAC pada layar LCD 16x2.

Komponen Diperlukan

• Arduino Nano / Arduino Uno
• Modul layar LCD 16x2
• MCP4725 DAC IC
• Potensiometer 10k
• Papan tempat memotong roti
• Kabel Jumper

Diagram Sirkuit

Tabel di bawah ini menunjukkan hubungan antara MCP4725 DAC IC, Arduino Nano dan Multi-meter

MCP4725	Arduino Nano	Multimeter
SDA	A4	NC
SCL	A5	NC
A0 atau OUT	A1	+ lima terminal
GND	GND	terminal -ve
VCC	5V	NC

Koneksi antara LCD 16x2 dan Arduino Nano

LCD 16x2	Arduino Nano
VSS	GND
VDD	+ 5V
V0	Dari Pin Pusat Potensiometer untuk menyesuaikan kontras LCD
RS	D2
RW	GND
E	D3
D4	D4
D5	D5
D6	D6
D7	D7
SEBUAH	+ 5V
K	GND

Sebuah potensiometer digunakan dengan pusat pin terhubung ke A0 analog input Arduino Nano, Kiri pin terhubung ke GND dan paling kanan pin terhubung ke 5V dari Arduino.

Pemrograman DAC Arduino

Kode Arduino lengkap untuk tutorial DAC diberikan di bagian akhir dengan video demonstrasi. Di sini kami telah menjelaskan kode baris demi baris.

Pertama, sertakan library untuk I2C dan LCD menggunakan library wire.h dan liquidcrystal.h.

#include #include

Selanjutnya tentukan dan inisialisasi pin LCD tersebut sesuai dengan pin yang telah kita hubungkan dengan Arduino Nano

LCD LiquidCrystal (2,3,4,5,6,7); // Tentukan pin layar LCD RS, E, D4, D5, D6, D7

Selanjutnya tentukan alamat I2C dari IC DAC MCP4725

#tentukan MCP4725 0x61

Dalam pengaturan void ()

Pertama, mulai komunikasi I2C di pin A4 (SDA) dan A5 (SCL) dari Arduino Nano

Wire.begin (); // Memulai komunikasi I2C

Selanjutnya atur layar LCD dalam mode 16x2 dan tampilkan pesan selamat datang.

lcd.begin (16,2); // Set LCD dalam Mode 16X2 lcd.print ("CIRCUIT DIGEST"); penundaan (1000); lcd.clear (); lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("Arduino"); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("DAC dengan MCP4725"); penundaan (2000); lcd.clear ();

Di loop kosong ()

1. Pertama di buffer, masukkan nilai byte kontrol (0b01000000)

(010-Set MCP4725 dalam mode Tulis)

penyangga = 0b01000000;

2. Pernyataan berikut membaca nilai analog dari pin A0 dan mengubahnya menjadi nilai digital (0-1023). Arduino ADC adalah resolusi 10-bit jadi kalikan dengan 4 menghasilkan: 0-4096, karena DAC adalah resolusi 12-bit.

adc = analogRead (A0) * 4;

3. Pernyataan ini untuk mencari tegangan dari nilai input ADC (0 hingga 4096) dan tegangan referensi sebagai 5V

float ipvolt = (5.0 / 4096.0) * adc;

4. Di bawah baris pertama menempatkan nilai bit paling signifikan dalam buffer dengan menggeser 4 bit ke kanan dalam variabel ADC, dan baris kedua menempatkan nilai bit paling signifikan dalam buffer dengan menggeser 4 bit ke kiri dalam variabel ADC.

buffer = adc >> 4; buffer = adc << 4;

5. Pernyataan berikut membaca tegangan analog dari A1 yang merupakan output DAC (pin OUTPUT IC MCP4725 DAC). Pin ini juga dapat dihubungkan ke multimeter untuk memeriksa tegangan keluaran. Pelajari cara menggunakan Multimeter di sini.

unsigned int analogread = analogRead (A1) * 4;

6. Selanjutnya nilai tegangan dari variabel analogread dihitung menggunakan rumus di bawah ini

float opvolt = (5.0 / 4096.0) * analogread;

7. Pernyataan berikut digunakan untuk memulai transmisi dengan MCP4725

Wire.beginTransmission (MCP4725);

Mengirim byte kontrol ke I2C

Wire.write (buffer);

Mengirim MSB ke I2C

Wire.write (buffer);

Mengirim LSB ke I2C

Wire.write (buffer);

Mengakhiri transmisi

Wire.endTransmission ();

Sekarang akhirnya tampilkan hasil tersebut di layar LCD 16x2 menggunakan lcd.print ()

lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("A IP:"); lcd.print (adc); lcd.setCursor (10,0); lcd.print ("V:"); lcd.print (ipvolt); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("D OP:"); lcd.print (analogread); lcd.setCursor (10,1); lcd.print ("V:"); lcd.print (opvolt); penundaan (500); lcd.clear ();

Konversi Digital ke Analog menggunakan MCP4725 dan Arduino

Setelah menyelesaikan semua koneksi sirkuit dan mengunggah kodenya ke Arduino, variasikan potensiometer dan perhatikan outputnya pada LCD . Baris pertama LCD akan menunjukkan nilai dan tegangan input ADC, dan baris kedua akan menunjukkan nilai dan tegangan DAC keluaran.

Anda juga dapat memeriksa tegangan output dengan menghubungkan multimeter ke pin OUT dan GND MCP4725.

Ini adalah bagaimana kita dapat mengubah nilai Digital menjadi Analog dengan menghubungkan modul DAC MCP4725 dengan Arduino.