ADS1115: analógovo-digitálny prevodník pre Arduino

Pre tie projekty, kde je nevyhnutná konverzia analógového na digitálny signál a použitý mikrokontrolér túto kapacitu nemá, je zaujímavé mať tento typ Modul ADS1115, ktorá poskytuje schopnosť konverzie ADC so 16-bitovou presnosťou.

Aj toto elektronický komponent môže byť tiež zaujímavé rozšíriť možnosti premeny, aj keď mikrokontrolér, ktorý používate pre svoj projekt, má takúto schopnosť, ale potrebujete niečo iné.

A / D a D / A prevodníky

Existujú dva typy prevodníky signálu zásadné, aj keď existujú aj ďalšie čipy schopné robiť oba typy konverzie súčasne. Sú to:

• CAD (analógovo-digitálny prevodník) alebo ADC (analógovo-digitálny prevodník): Je to typ zariadenia, ktoré prevádza analógový signál na digitálny signál. Môžete na to použiť binárny kód, ktorý kóduje analógový signál. Napríklad priradenie binárnej hodnoty k konkrétnej hodnote napätia alebo prúdu. Napríklad so 4-bitovým rozlíšením môže ísť od 0000 do 1111 a mohlo by zodpovedať 0v, respektíve 12v. Aj keď sa použije znakový bit, je možné merať záporné a kladné hodnoty.
• CDA (digitálno-analógový prevodník) alebo DAC (digitálno-analógový prevodník): je to zariadenie, ktoré robí opak vyššie uvedeného, ​​to znamená, že transformuje binárne údaje na analógový prúdový alebo napäťový signál.

S týmito prevodníkmi je možné prechádzať z jedného typu signálu na druhý, ako uvidíte v prípade ADS1115, čo by zodpovedalo prvému prípadu.

O produkte ADS1115

ADS1115 je modul prevodníka signálu. Čo robí prevádzať z analógového na digitálny. Možno si myslíte, že samotná vývojová doska Arduino už obsahuje interné ADC, ktoré sú schopné túto úlohu vykonať pri použití analógových vstupov a ktoré sú kompatibilné so signálmi mikrokontroléra.

Áno, je to tak, majú 6 ADC s 10-bitovým rozlíšením v UNO, Mini a Nano. Ale s ADS1115 pridáte ďalší s a 16-bitové rozlíšenie, lepšie ako Arduino, okrem toho, že dokáže uvoľniť puzdro Arduino. Pätnásť z nich je určených na meranie a posledný bit na znamienko analógového signálu, pretože ako viete, analógový signál môže byť negatívny alebo pozitívny.

Tento modul navyše poskytuje všetko, čo potrebujete, aby bolo jeho použitie veľmi jednoduché. Pre pripojenie k vášmu Arduinu môžete použiť I2C, tak je to naozaj jednoduché. Obsahuje dokonca pin označený ADDR, pomocou ktorého môžete zvoliť jednu zo 4 adries dostupných pre tento komponent.

Na druhej strane musíte pochopiť, že ADS1115 má dva režimy merania, jeden je diferenciál a iný singel skončil:

• Diferenciálny: pre každé meranie používa dva ADC, čím sa znižuje počet kanálov na 2, poskytuje však jasnú výhodu, ktorou je to, že dokáže merať záporné napätie a nie je tak citlivý na šum.
• Slobodný skončil: má štyri kanály, pričom nepoužíva oba kanály ako v predchádzajúcom prípade. Každý z 15-bitových kanálov.

Okrem týchto režimov obsahuje aj režim porovnania, v ktorom sa prostredníctvom protokolu generuje výstraha ALRT špendlík keď niektorý z kanálov prekročí prahovú hodnotu, ktorú je možné nakonfigurovať v zdrojovom kóde náčrtu.

Ak to chcete urobiť merania menej ako 5v, ale s vyššou presnosťou by ste mali vedieť, že ADS1115 má PGA, ktorý dokáže upraviť zosilnenie napätia z 6.144v na 0.256v. Vždy majte na pamäti, že maximálnym napätím, ktoré je možné v každom prípade merať, bude použité napájacie napätie (5 V).

Pinout a datasheet

Ak chcete vidieť všetky technické podrobnosti ADS1115, aby ste poznali jeho limity na elektronickej úrovni alebo podmienky, za ktorých môže pracovať podľa odporúčaní výrobcu, môžete použiť údajové listy že nájdete na nete. Napríklad môžete stiahnuť z TI (TexasInstruments).

na pinout a pripojený, predtým som už niečo komentoval ohľadom signálu ALRT, ktorý obsahuje aj okolo ADDR. Má však aj ďalšie piny, ktoré by ste mali vedieť aj pre správnu integráciu s vašou doskou Arduino alebo pre akýkoľvek iný prípad. Kolíky dostupné v module ADS1115 sú:

• VDD: napájanie od 2 do 5.5 V. Môžete ho napájať pripojením na 5 V z vašej dosky Arduino.
• GND: zem, ktorú môžete pripojiť na GND vašej dosky Arduino.
• SCL a SDA: komunikačné kolíky pre I2C. V takom prípade musia ísť na príslušné kolíky podľa váš model arduino.
• ADDR: PIN pre adresu. Štandardne sa pripája na GND, ktorý dáva adresu 0x48, ale môžete zvoliť iné adresy:
  • Pripojené k GND = 0x48
  • Pripojené k VDD = 0x49
  • Pripojené k SDA = 0x4A
  • Pripojené k SCL = 0x4B
• ALRT: výstražný špendlík
• A0 až A3: analógové kolíky

Ak chcete použiť jeden koniec Analógový prúd alebo napätie, ktoré chcete merať, môžete pripojiť medzi GND a jeden zo 4 dostupných analógových pinov.

Pre spojenie jeden koniec, jednoducho pripojíme meranú záťaž medzi GND a jeden zo 4 dostupných pinov. Pre diferenciálny režim môžete pripojiť nameranú záťaž medzi A0 a A1 alebo medzi A2 a A3, v závislosti od kanálu, ktorý chcete použiť.

Ako príklad spojenia v prípade režim diferenciálneho čítania, môžete vidieť vyššie uvedený obrázok. V ňom sa používa 1.5 batérie v sérii, pričom sa v tomto prípade pripočítajú 3 V, ktoré sú pripojené medzi A0 a A1, aby doska Arduino mohla merať hodnoty napätia získané v každom okamihu prostredníctvom I2C. Je zrejmé, že na meranie môžete použiť akýkoľvek iný signál, v tomto prípade sú to batérie, ale môže to byť čokoľvek chcete ...

Kde kúpiť ADS1115?

Ak chcete, aby kúpiť ADS1115Mali by ste vedieť, že máte pripravené moduly na integráciu s Arduino za pomerne lacné ceny. Nájdete ich v mnohých špecializovaných obchodoch s elektronikou, ako aj na eBay, Aliexpress a Amazon. Napríklad:

• Balenie 2 modulov ADS1116
• Jeden modul ADS1115

Integrácia s Arduino

Na začiatok je prvá vec nainštalovať knižnicu zodpovedajúce vášmu Arduino IDE. K tomu môžete použiť najslávnejšie, ktoré z Adafruit. Môžete to urobiť nasledovne:

1. Otvorte Arduino IDE
2. Prejdite do ponuky Skica
3. Potom zahrnúť knižnicu
4. Spravujte knižnice
5. Vo vyhľadávači môžete vyhľadať Adafruit ADS1X15
6. Kliknite na Inštalovať

Teraz ste pripravení začať, máte prístup ku kódu nainštalovanej knižnice alebo dostupné príklady v:

1. Otvorte Arduino IDE
2. Prejdite do priečinka File
3. Príklady
4. A v zozname vyhľadajte tie, ktoré sú v tejto knižnici ...

Medzi príkladmi, ktoré uvidíte ako pre režim komparátora, režim diferenciálu a režim jedného konca. Môžete vidieť príklady na to, aby ste ich začali používať a upravovať ich podľa svojich potrieb alebo písať zložitejší kód. Pre viac informácií vám radím naše bezplatný úvodný kurz v PDF.