Di Fabio
Nel mondo della tecnologia, specialmente quando si lavora con dispositivi elettronici come Arduino o PLC (Programmable Logic Controllers), è essenziale comprendere la differenza tra grandezze analogiche e digitali. Questi concetti sono fondamentali per il funzionamento e la progettazione di sistemi elettronici e automatizzati. In questo articolo, esploreremo queste grandezze attraverso esempi pratici per chiarire come funzionano e quali sono le loro applicazioni.
Grandezze analogiche
Le grandezze analogiche sono caratterizzate da valori continui che possono variare in modo graduale all’interno di un intervallo. Un esempio comune di grandezza analogica è la temperatura. Se misuriamo la temperatura con un termometro a mercurio, vediamo una colonnina che si espande o si contrae senza interruzioni evidenti. La temperatura può essere 20°C, 20,1°C, 20,01°C e così via, con infinite possibili variazioni all’interno del range misurato. Questa continuità permette di ottenere una rappresentazione molto precisa della realtà.
Un altro esempio di grandezza analogica è la luminosità. Utilizzando un sensore di luce analogico, si può misurare l’intensità della luce in maniera continua. Il sensore traduce la quantità di luce ricevuta in una tensione proporzionale, che può poi essere letta e interpretata da un dispositivo elettronico.
Ulteriori esempi di grandezze analogiche includono pressione, umidità e velocità. Per ciascuna di queste grandezze, esistono sensori che convertono la misura fisica in una tensione proporzionale, permettendo una lettura continua e dettagliata.
Grandezze digitali
Le grandezze digitali, al contrario, assumono valori distinti. In elettronica, il sistema più comune è il binario, che utilizza solo due stati: 0 e 1, corrispondenti a spento (OFF) e acceso (ON), oppure stato basso (LOW) e stato alto (HIGH). Questo concetto si applica a numerose grandezze misurabili, dove i valori continui vengono convertiti in una serie di valori distinti.
Un esempio pratico di grandezza digitale è il termometro digitale. Quando misuriamo la temperatura con un termometro digitale, la lettura è mostrata in forma numerica, come 35,9°C. Questo valore è ottenuto convertendo la temperatura analogica in un formato digitale tramite un processo chiamato conversione analogico-digitale (ADC). Anche se la temperatura reale fosse 35,91°C o 35,96°C, il termometro digitale mostrerà 35,9°C a causa della limitata risoluzione del display.
Un altro esempio è il contatore di passi utilizzato nei fitness tracker. Ogni passo è registrato come un impulso digitale (1 passo = 1 impulso), e il totale dei passi viene mostrato sul display. Questo sistema non misura la distanza percorsa in modo continuo ma conta semplicemente il numero di passi effettuati.
Applicazioni pratiche
- Sensori di temperatura:
- Analogico: LM35, che fornisce una tensione di 10 mV per ogni grado Celsius misurato. A 22,35°C, il sensore emette 223,5 mV.
- Digitale: DHT22, che trasmette direttamente un valore numerico binario corrispondente alla temperatura rilevata, visualizzabile su un display.
- Sensori di luminosità:
- Analogico: Fotoresistore, che varia la sua resistenza in base alla quantità di luce ricevuta, producendo una tensione proporzionale.
- Digitale: Sensore TSL2561, che converte la luce in dati digitali facilmente leggibili da un microcontrollore.
Conclusioni
Comprendere la differenza tra grandezze analogiche e digitali è fondamentale per l’utilizzo efficace dei dispositivi elettronici. Le grandezze analogiche permettono una rappresentazione continua e dettagliata delle misure, ideali per applicazioni che richiedono alta precisione. Le grandezze digitali, invece, sono più semplici da elaborare e interpretare da parte dei sistemi elettronici, offrendo praticità e facilità d’uso.
Questa conoscenza non solo aiuta nella scelta dei sensori e dei dispositivi più adatti alle proprie esigenze, ma permette anche di sfruttare al meglio le capacità dei sistemi di controllo e automazione moderni. Sia che si tratti di misurare la temperatura, la luminosità, la pressione o altre grandezze fisiche, sapere come funzionano i segnali analogici e digitali è essenziale per qualsiasi progetto elettronico.