¿Cuál es el papel de DSP para aplicaciones de sensores?

Los sensores se utilizan para detectar diversas condiciones. Pero el problema es que la entrada proporcionada por el sensor es de naturaleza analógica. Para tomar cualquier decisión, los datos deben estar en formato digital (en 0s y 1s).

Así es como se ve una señal analógica después del muestreo

Entonces, a menudo encontramos un DSP o un Procesador de señal digital que realiza esta conversión de formato analógico a digital que se conoce como “Muestreo”. Esto se logra mediante un dispositivo llamado ADC o convertidor analógico a digital .

Los datos digitales se pueden usar fácilmente para tomar cualquier decisión, hacer cualquier comparación y, lo más importante, se pueden almacenar.

Encontramos DSP en la mayoría de los equipos eléctricos y mecánicos que utilizamos. Se utilizan principalmente para el control y la automatización de los sistemas en función de la entrada de numerosos sensores instalados en el dispositivo.

Estoy explicando dar el ejemplo de un automóvil moderno. Casi todos los autos tienen DSP instalados hoy.

Un automóvil tiene alrededor de 20-30 sensores que miden de 10 a 15 parámetros diferentes continuamente.

Esta imagen muestra los diferentes sensores que están presentes en los automóviles.

Hay una ECU (Unidad de control electrónico) común que tiene el DSP. No solo monitorea los datos de los sensores para operaciones seguras, sino que también usa los datos de los sensores como una retroalimentación para verificar su efectividad en la toma de decisiones autónomas. Entonces, en realidad aprende de sus propios errores y se recalibra a sí mismo. Todo esto es posible solo debido al procesamiento de señal digital.

Así es como se ve la ECU de un automóvil

Las computadoras solo se ocupan de 1 y 0, mientras que el mundo real a menudo tiende a estar mejor representado e interactuado con ellas, a través de fluctuaciones analógicas en valores continuos. El procesamiento de señal digital es lo que usamos para cerrar esa brecha.

DSP es solo un término general para tomar esas formas de onda analógicas y convertirlas en información digital que luego puede procesarse en datos procesables para realizar algún tipo de función.

El papel exacto de DSP en una aplicación de sensor depende de qué tipo de datos está tratando de recopilar y qué quiere hacer con ellos. Pero cualquier cosa que procese una forma de onda analógica debe tener DSP involucrado en alguna parte.

Se puede usar para tomar una entrada de audio y devolver el tono, la amplitud, la duración y el timbre de los sonidos que se producen en él. Se puede usar para comprimir ciertos tipos de datos en el dominio de frecuencia. Se puede usar para codificar y decodificar comunicaciones de radio en ondas de radio y nuevamente en datos digitales.

Las señales del sensor la mayor parte del tiempo contienen algún tipo de ruido en ellas. Necesitamos preprocesar la señal antes de que podamos extraer cualquier información útil, el filtrado juega un papel importante aquí.

La representación DFT de la señal proporciona información útil en el dominio de la frecuencia.

Como la mayoría de los cálculos implican valores de punto flotante, los procesadores de señal digital son los más adecuados para el trabajo.