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Lernpfad
In diesem Lernpfad wird erläutert, wie Sie KI am Edge mithilfe von Azure-Diensten bereitstellen.
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Ein Analog-zu-Digital-Konverter (Analog-to-Digital Converter, ADC) ist ein Gerät, mit dem ein analoger Eingangsspannungswert ausgelesen und in einen digitalen Wert konvertiert werden kann. Analog-zu-Digital-Konverter werden zum Auslesen von Werten aus Thermistoren, Potenziometern und anderen Geräten verwendet, mit denen der Widerstand anhand von bestimmten Bedingungen geändert wird.
In diesem Thema nutzen Sie .NET zum Auslesen von Werten aus einem ADC, während Sie die Eingangsspannung mit einem Potenziometer modulieren.
Hinweis
Dieses Tutorial wurde unter der Annahme geschrieben, dass das Zielgerät Raspberry Pi ist. Dieses Tutorial kann jedoch für jeden Linux-basierten SBC verwendet werden, der .NET unterstützt, z. B. Orange Pi, ODROID und mehr.
Stellen Sie sicher, dass Ihr SBC für die Unterstützung der folgenden Dienste konfiguriert ist:
Für viele Geräte ist keine zusätzliche Konfiguration erforderlich. Verwenden Sie für Raspberry Pi den raspi-config
-Befehl. Weitere Informationen zu raspi-config
finden Sie in der Dokumentation für Raspberry Pi.
Verwenden Sie die Hardwarekomponenten, um eine Schaltung wie im folgenden Diagramm zu erstellen:
Beim MCP3008 wird eine SPI (Serial Peripheral Interface) für die Kommunikation verwendet. Hier sind die Verbindungen zwischen dem MCP3008 und dem Raspberry Pi bzw. Potenziometer dargestellt:
Schließen Sie die Verbindungen für 3,3 V und Erde an die äußeren Anschlüsse des Potenziometers an. Die Reihenfolge spielt hierbei keine Rolle.
Die folgenden Anschlussdiagramme können Ihnen als Hilfe dienen:
MCP3008 | Raspberry Pi GPIO |
---|---|
Bild mit freundlicher Genehmigung der Raspberry Pi Foundation. |
Tipp
Ein GPIO-Breakout-Board in Verbindung mit einer Steckplatine wird empfohlen, um die Verbindungen zum GPIO-Header zu optimieren.
Führen Sie in Ihrer bevorzugten Entwicklungsumgebung die folgenden Schritte aus:
Erstellen Sie eine neue .NET-Konsolen-App, indem Sie entweder die .NET-CLI oder Visual Studio verwenden. Geben Sie ihr den Namen AdcTutorial.
dotnet new console -o AdcTutorial
cd AdcTutorial
Fügen Sie das Paket Iot.Device.Bindings in das Projekt ein. Verwenden Sie entweder .NET CLI aus dem Projektverzeichnis oder Visual Studio.
dotnet add package Iot.Device.Bindings --version 2.2.0-*
Ersetzen Sie den Inhalt von Program.cs durch den folgenden Code:
using System;
using System.Device.Spi;
using System.Threading;
using Iot.Device.Adc;
var hardwareSpiSettings = new SpiConnectionSettings(0, 0);
using SpiDevice spi = SpiDevice.Create(hardwareSpiSettings);
using var mcp = new Mcp3008(spi);
while (true)
{
Console.Clear();
double value = mcp.Read(0);
Console.WriteLine($"{value}");
Console.WriteLine($"{Math.Round(value/10.23, 1)}%");
Thread.Sleep(500);
}
Für den Code oben gilt:
hardwareSpiSettings
wird auf eine neue Instanz von SpiConnectionSettings
festgelegt. Vom Konstruktor wird der Parameter busId
auf „0“ und der Parameter chipSelectLine
ebenfalls auf „0“ festgelegt.SpiDevice
erstellt, indem SpiDevice.Create
aufgerufen und hardwareSpiSettings
übergeben wird. Diese Instanz von SpiDevice
steht für den SPI-Bus. Mit der using
-Deklaration wird sichergestellt, dass das Objekt verworfen wird und die Hardwareressourcen richtig freigegeben werden.using
-Deklaration wird eine Instanz von Mcp3008
erstellt und das Element SpiDevice
an den Konstruktor übergeben.while
-Schleife wird ohne zeitliche Begrenzung ausgeführt. Bei jeder Iteration passiert Folgendes:mcp.Read(0)
aufgerufen wird.Erstellen Sie die App. Führen Sie dotnet build
aus, wenn Sie die .NET-CLI verwenden. Drücken Sie STRG+UMSCHALT+B, um die App in Visual Studio zu kompilieren.
Stellen Sie die App auf dem SBC als eigenständige App bereit. Anweisungen hierzu finden Sie unter Bereitstellen von .NET-Apps auf einem Raspberry Pi-Gerät. Erteilen Sie dabei mithilfe von chmod +x
die execute-Berechtigung für ausführbare Dateien.
Führen Sie die App auf dem Raspberry Pi aus, indem Sie zum Bereitstellungsverzeichnis wechseln und die ausführbare Datei ausführen.
./AdcTutorial
Verfolgen Sie die Ausgabe, während Sie am Drehrad des Potenziometers drehen. Die Veränderung ergibt sich daraus, dass mit dem Potenziometer die Spannung geändert wird, die CH0 auf dem ADC erreicht. Der ADC vergleicht die Eingangsspannung an CH0 mit der Referenzspannung an VREF, um einen Wert zu generieren.
Beenden Sie das Programm, indem Sie STRG+C drücken.
Herzlichen Glückwunsch! Sie haben eine SPI verwendet, um Werte aus einem Analog-zu-Digital-Konverter auszulesen.
Der Quellcode für dieses Tutorial ist auf GitHub verfügbar.
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