Conversores ADC e DAC

Conversores ADC e DAC para Arduino, ESP32 e sensores

Os conversores ADC e DAC permitem que sistemas digitais trabalhem com grandezas analógicas. Eles podem ser utilizados para ler sinais provenientes de sensores ou gerar uma saída analógica controlada por um microcontrolador.

Na UsinaInfo você encontra módulos ADC, DAC e AD/DA baseados nos circuitos ADS1115, ADS1015, AD7705, MCP4725 e PCF8591. Esses componentes atendem projetos de aquisição de dados, instrumentação, automação, controle e prototipagem com Arduino, ESP32 e outras plataformas compatíveis.

O que são conversores AD e DA?

As siglas AD e DA representam os dois sentidos possíveis da conversão entre sinais analógicos e digitais:

• Conversor AD ou ADC: transforma uma tensão analógica em um valor digital que pode ser processado pelo controlador;
• Conversor DA ou DAC: transforma um valor digital em uma saída analógica correspondente;
• Conversor AD/DA: reúne funções de entrada e saída analógica no mesmo módulo.

Esses conversores criam uma interface entre o mundo físico, representado por tensões variáveis, e o processamento digital realizado por microcontroladores e computadores.

Quais conversores estão disponíveis nesta categoria?

A categoria reúne diferentes opções para leitura e geração de sinais:

• Conversor ADC ADS1115 de 16 bits e quatro canais;
• Conversor ADC ADS1015 de 12 bits e quatro canais com interface I2C;
• Conversor ADC AD7705 de 16 bits;
• Conversor DAC MCP4725 para geração de sinal analógico;
• Expansor AD/DA PCF8591 com sensor de luz e temperatura.

Para que serve um conversor analógico-digital?

O conversor analógico-digital mede uma tensão de entrada e a transforma em um número que pode ser interpretado pelo microcontrolador. Essa função permite acompanhar sinais produzidos por sensores, potenciômetros, circuitos de instrumentação e outras fontes analógicas.

Um ADC externo pode ser útil quando:

• A placa não possui entradas analógicas;
• É necessária uma resolução diferente da oferecida pelo controlador;
• O projeto precisa de mais canais de entrada;
• O sinal exige uma solução dedicada de aquisição de dados;
• É necessário separar a leitura analógica do processamento principal.

Para que serve um conversor digital-analógico?

O conversor digital-analógico recebe um valor digital e produz uma tensão analógica correspondente. Essa saída pode ser utilizada como referência, comando ou sinal de controle para outro circuito compatível.

Um DAC pode ser empregado em aplicações como:

• Geração de tensões de referência;
• Controle de circuitos por tensão;
• Criação de formas de onda simples;
• Testes e calibração de entradas analógicas;
• Automação de processos compatíveis com sinais analógicos.

Qual é a diferença entre ADS1115 e ADS1015?

Os módulos ADS1115 e ADS1015 possuem quatro canais de entrada e são utilizados na conversão analógico-digital. A principal diferença indicada pelos produtos da categoria está na resolução:

• ADS1115: conversor ADC com resolução de 16 bits;
• ADS1015: conversor ADC com resolução de 12 bits e interface I2C.

Uma resolução maior divide a faixa de medição em uma quantidade maior de níveis digitais. Entretanto, resolução não deve ser confundida automaticamente com precisão, pois o resultado também depende do circuito, da referência, do ruído e das características do sinal.

Quando utilizar o AD7705?

O AD7705 é uma opção de conversor analógico-digital de 16 bits. Ele pode ser utilizado em sistemas que exigem aquisição de sinais analógicos e integração com um controlador compatível.

Antes da compra, confira a quantidade de entradas, a interface de comunicação, a faixa do sinal, a alimentação e a velocidade necessária para a aplicação.

Para que serve o MCP4725?

O MCP4725 é um conversor digital-analógico utilizado para gerar uma tensão analógica a partir de comandos digitais. Ele pode complementar placas que não possuem uma saída DAC adequada às necessidades do projeto.

A tensão produzida pelo módulo depende da alimentação e dos limites elétricos do dispositivo. Antes de conectá-la a outro equipamento, verifique a faixa aceita pela entrada de destino.

O que o módulo PCF8591 oferece?

O PCF8591 reúne funções de conversão analógico-digital e digital-analógica. O módulo disponível na categoria também possui sensor de luz, sensor de temperatura e jumpers para experimentação.

Essa combinação pode ser utilizada em estudos sobre leitura de sensores, aquisição de sinais e controle de uma saída analógica no mesmo projeto.

O que significa a resolução em bits?

A resolução informa quantos níveis digitais podem representar a faixa analógica medida ou gerada. Quanto maior a quantidade de bits, maior é o número de divisões possíveis.

• Um ADC de 12 bits representa o sinal em 4.096 níveis;
• Um ADC de 16 bits representa o sinal em 65.536 níveis.

A resolução necessária depende da faixa de tensão e da menor variação que o projeto precisa distinguir. A qualidade da fonte, o ruído elétrico, a montagem e o condicionamento do sinal também influenciam a leitura.

Como escolher um conversor ADC ou DAC?

Antes da compra, determine se o projeto precisa medir uma entrada analógica, gerar uma saída analógica ou executar as duas funções. Em seguida, compare:

• O sentido da conversão: ADC, DAC ou AD/DA;
• A resolução em bits;
• A quantidade de canais disponíveis;
• A faixa de tensão de entrada ou saída;
• A tensão de alimentação;
• A interface de comunicação utilizada;
• A velocidade necessária para a aplicação;
• A compatibilidade elétrica com o controlador;
• A necessidade de amplificação ou condicionamento prévio.

Como conectar sensores a um conversor ADC?

O sinal do sensor deve permanecer dentro da faixa elétrica aceita pelo conversor. Caso o sinal seja muito pequeno, ruidoso ou esteja fora dessa faixa, pode ser necessário utilizar um circuito adicional de amplificação, filtragem ou proteção.

Consulte a categoria de sensores para conhecer dispositivos destinados à medição de temperatura, pressão, luminosidade, corrente e outras grandezas.

Quando o sinal precisar de condicionamento antes da conversão, confira também os amplificadores de sinal.

Integração com Arduino e ESP32

Conversores ADC e DAC podem ampliar os recursos analógicos de placas de desenvolvimento, desde que sejam respeitadas a alimentação, a interface e os níveis elétricos de cada dispositivo.

Na categoria de Arduino, ESP e plataformas, você encontra placas para desenvolver projetos de aquisição de dados, automação, monitoramento e controle.

Para outras adaptações entre interfaces e padrões elétricos, consulte os conversores de sinal disponíveis na UsinaInfo.

Compare os modelos ADS1115, ADS1015, AD7705, MCP4725 e PCF8591 para escolher o conversor ADC ou DAC adequado às entradas, saídas e à resolução exigida pelo projeto.