Adquisici n de datos con Arduino I

Adquisición de datos con Arduino I: Tiempo de muestreo y Resolución
En la mayoría de proyectos que realizamos conArduino necesitamos que la placa conozca magnitudes del mundo real, como pueden ser de luz o temperatura, para que esta active una serie de actuadores, como pueden ser motores o leds. Para ello las placas de Arduino cuentan con entradas analógicas con las que, a través, de sensores,medimos dichas magnitudes.
Las dudas vienen, cuando nos planteamos que un ordenador o microcontrolador en este caso, es unsistema digital y las magnitudes que deseamos medir son analógicas, por ello necesitamos un sistema que pase de analógico a digital, el cual llamaremos ADC (Analog digital coverter). Como es lógicoArduino cuenta con un ADC.
Este conversor ADC va conectado a un multiplexor, paraque así, con uno solo de estos podamos tener varías entradas, como es en el caso de las placas Arduino  que normalmente cuenta con 6 de estas. LaArduino MEGA en cambio cuenta con 16 entradas analógicas.
El tiempo de muestreo, es el tiempo que transcurres entre dos mediciones consecutivas, es fundamental para la adquisición de datos y se suele expresar en frecuencia. Siempre que midamos un sistemacomo puede ser el sonido, necesitamos que nuestra frecuencia de muestro sea superior a la frecuencia del sistema, de no ser así, la representación que obtengamos con nuestro muestreo, del sistema, no será correcta.
A continuación, haremos un programa con Arduino para calcular el tiempo de muestreo que tiene nuestra placa. Para este ejemplo solo requerimos de una placa Arduino y el código será elsiguiente:
void setup(){
 
Serial.begin(9600);
muestreo();
 
}
 
void loop(){
}
 
void muestreo(){
 
unsigned long time1=0;
unsigned long time=0;
Serial.println("*************************");
Serial.println("ENSAYO TIEMPO DE MUESTRO:");
Serial.println("*************************");
for(byte i =0; i<4; i++){
time1=micros();
int A=analogRead(A0);
time=micros()-time1;Serial.print(" Muestra: ");
Serial.print(i+1);
Serial.print(" Tiempo: ");
Serial.println(time);
}
 
}
Activando el serial monitor podremos ver los resultados de nuestro experimento:

Excepto en la primera medida, las demás tiene un tiempo de muestreo de 112 micro segundos, lo que equivale a una frecuencia de muestreo de 8.928 kHz, podemos tomar por valido ya que estoy utilizando unaplaca Arduino UNO. A demás debemos tener en cuenta una pequeña perdida de tiempo que tenemos al guardar y calcular las variables time1 y time.

Otro factor a tener en cuenta del ADC es su resolución, para ello hablamos de los bits de resoluciónque tiene, los bits no permiten hacer combinaciones, cuantos mas tengamos mayor numero de combinaciones podremos hacer, cada una de estas combinacionesmuestra una medida del sistema analógico, la cantidad de medidas que tenemos serán 2 elevado al numero de bits de resolución. Puesto que Arduino UNO, en mi caso, tiene un ADC de 10 bits de resolución tendrá 1024 combinaciones. La placa Arduino DUE por ejemplo cuenta con un ADC de 12 bits (4096  combinaciones).
Pero hay un segundo factor que interviene en la resolución, es el rango de medida, El rangode Voltae de las placas Arduino por defecto es de 5v o 3.3v. Con esto sabemos que en voltios tenemos una resolución igual a;

 A continuación haremos un ejemplo con Arduino de la resolución midiendo el voltaje en un potenciómetro, iremos girando las manecilla del potenciómetro y veremos que conversión da el ADC y  a que corresponde en voltaje. Comprobaremos a demás que el paso calculado antes de4.88mV es correcto.

El código que utilizaremos es el siguiente:
int contador;
 
void setup(){
 
contador=1;
Serial.begin(9600);
Serial.println("*****************");
Serial.println("ENSAYO RESOLUCION");
Serial.println("*****************");
}
 
void loop(){
 
muestreo();
contador++;
}
 
void muestreo(){
 
int A=analogRead(A0);
float B= float(A)*5/1023;
Serial.print("...