AICSS CAP05 2025 VA04 CONVERSOR DIGITAL-ANALOGICO

O conversor digital-analógico

é o contrário do conversor
analógico-digital, ou seja,

se eu vou, eu
tenho que voltar.

O conversor digital-analógico
vai, agora, exportar o sinal

de dentro do processador ESP32
para o ambiente externo, ou seja,

ele vai sair de digital
e vai se tornar analógico.

Para isso, eu preciso tornar esse
sinal compatível com os humanos,

já que nós só entendemos
sinais analógicos.

Vamos mostrar para você, aqui,
agora, por meio de um gráfico,

como seria esse processo.

Partindo desse gráfico onde nós
temos o sinal quantizado em 6 bits,

onde nós temos os pontos verdes
ou as amplitudes quantizadas

e os pontos vermelhos são
as amplitudes originais.

E quando eu não tenho
o vermelho junto com o verde

significa que eles bateram.

Então, eu tenho aqui o vermelho
e o verde no mesmo ponto,

então não dá
para ver o vermelho,

aqui também, eu tenho o vermelho
e o verde no mesmo ponto,

não dá para ver o vermelho.

Então, o que me importa,
aqui, são os verdes mesmo.

E aqui mostra
uma diferencinha,

uma espécie de sombra
entre vermelho e verde,

onde houve um erro
de quantização.

Pois bem, esse sinal,

se você imaginar aqui
uma ligação entre os pontos,

dá para entender que vai
ser uma senoide, certo?

Uma senoide vem do seno.

E o ideal é que nós cheguemos
em uma senoide lisa como essa aqui,

com todos os pontos, toda
arredondada, bonitinha e perfeita,

só que isso não vai ser possível,
jamais vai ser possível,

porque, para eu guardar
todos os pontos,

eu vou ter uma memória
infinitamente grande.

Por isso que eu
faço escolhas

na hora de fazer o processo
de digitalização

para, agora, eu poder
fazer a reconstituição.

Ou seja, o sinal que você
vai ter agora

é algo muito
parecido com esse.

E, agora, eu vou mostrar
por meio de um hands-on.

Você acabou de ver
que o processo de volta

do conversor analógico-digital,
ou seja, do digital para analógico,

é bem mais simples de entender,
porque eu só preciso, agora,

reconstituir o sinal no período
do tempo, ou no domínio do tempo.

Cada amostra será resgatada
na respectiva posição de memória

e colocada à disposição
lá no pino de saída.

O ESP32 só tem 2 pinos
que dão para trabalhar

como conversor
digital-analógico.

Por que somente 2?

Ao passo que, no outro, eu
tinha 10 entradas disponíveis,

ou seja, o conversor de analógico
a digital tem 10 entradas,

o do digital para analógico
só tem 2 saídas.

É porque a quantidade,
por estatística,

a quantidade de sensores
analógicos

é muito maior do que
as saídas analógicas.

A saída analógica, basicamente,
é som e áudio, então 2 canais

ou 2 saídas de digital para
analógico já são suficientes

para um pequeno microcontrolador
como o ESP32.

Agora, para entrar,
eu preciso de várias,

porque, a partir dali, eu faço
várias coletas de informações,

ou seja, de analógico para digital.

Vamos ver agora
no hands-on

como fica o conversor
de digital para analógico.

Esse código tem
como saída o pino 25,

pelo material você vai ver
que o pino 25 é uma das 2 saídas

de digital para analógico
que é o ESP32 oferece.

Também estou definindo,
aqui, uma variável

com o número
de amostras de 100,

você já vai entender
o que significa,

e a frequência 1.

E coloquei aqui também
um vetor chamado "senoide"

com o número de amostras.

Ora, a ideia aqui é simular
um sinal analógico

sendo exportado para
o pino 25, como eu falei.

Então, eu não estou lendo
um sensor, eu estou exportando.

Também, eu não tenho
na memória guardada,

porque isso aqui
é um simulador,

eu não tenho as variáveis
com as amostras,

sendo elas quantizadas
ou codificadas,

então o que eu
vou fazer?

Eu vou criar aqui uma senoide
em tempo real,

onde eu coloco a função
matemática "sin", de seno,

coloco aqui a função 2π t, que é
a equação de uma senoide,

dividido pelo número de amostras,
mais 1 para deixar dentro da escala

de 0 a 255.

E aí, eu coloco 200,
porque a amplitude.

Eu coloquei uma amplitude
bem grande aqui

para eu poder mostrar para
vocês aqui no monitor serial.

Conclusão: esse vetor
que está sendo carregado

por vários valores correspondentes
a uma senoide vai ser escrito

lá no portal de digital
para analógico

por meio desse comandinho
aqui, olha, o "dacWrite".

Então, se eu colocar
um equipamento nesse pino 25

que é capaz de entender o sinal
analógico, como um osciloscópio,

eu vou ver uma senoide
subindo e descendo, ok?

E aí, eu simplesmente,
aqui, estou, na sequência,

imprimindo os valores dessa
senoide para eu acompanhar aqui,

e um micro delay, aqui, para ele
ficar girando rapidamente

e fazendo essa senoide
subir e descer.

Então, portanto, na hora
que eu der o play,

você vai ver que esses sinais
vão subindo e descendo,

subindo e descendo, e a senoide
vai ser impressa aqui, olha,

quando eu clicar nesse botão
aqui que tem um gráfico.

E, assim, eu consigo simular,
para você, como seria a saída.

É interessante notar
que o simulador

consegue imprimir o que está
dentro do nosso conversor

de digital para analógico,
então você vai ver, de fato,

a senoide sendo reconstituída
por infinitos pontos,

porém ela está ligando
os pontos que eu tenho.

Então, se eu faço
uma amostra de 100,

aliás, desculpa, se eu faço
uma senoide de 100 amostras,

ele vai ligar essas 100 amostras
quando der esse comandinho aqui,

reconstituindo a senoide.

Se eu coloco
menos amostras,

ele vai fazer uma senoide
meio quadrada,

meio com forma
de triângulo.

Vamos ver como funciona.

Dando o play aqui, eu tenho lá
as amostras subindo e descendo

e, aqui, a senoide
sendo reproduzida.

Então, isso que você está vendo,
esse sobe e desce aqui,

é contínuo no tempo
graças a própria senoide,

ao próprio monitor
serial, desculpa,

que está representando,
para nós, um domínio do tempo,

Só que o interessante é que, assim,
ele não tem infinitos pontos,

ele foi gerado com 100, mas
quando ele é escrito lá fora

pelo comando aqui da linha 26,
ele passa a ter infinitos valores.

Mas se eu desse um zoom
aqui, não é possível,

porque o monitor serial
não tem esse recurso.

mas se eu desse
um zoom aqui,

eu ia ver uma senoide
mais "triangulozada",

não existe esse termo,
mas eu ia ver uma senoide

com menos definição,
porque são só 100 pontos.

Então você viu que o ESP32 é
um dispositivo muito versátil,

ele tem várias entradas para vários
sensores, e apenas 2 saídas,

porque nós, humanos, não
temos tantos sentidos distintos

para entender
um sinal analógico.

Basicamente, a gente
tem a visão e o tato.

A visão para ver a luz

e o tato para sentir
a temperatura ou a vibração.

A umidade também
vem pelo tato.

Esses dois sentidos humanos
já são cobertos vastamente

por duas saídas
que o ESP32 oferece.

O importante é que você
está vendo aqui

todo o processo
interno de um chip

que converte o sinal analógico
primeiro, passa para digital,

guarda nas suas
arquiteturas internas

e, depois, ele desfaz esse processo
voltando para o analógico,

porque nós humanos
somos analógicos.