ADS1115: Analog-Digital-Wandler für Arduino

Für Projekte, bei denen eine Umwandlung von einem analogen in ein digitales Signal erforderlich ist und der verwendete Mikrocontroller nicht über diese Kapazität verfügt, ist es interessant, diese Art von zu haben ADS1115-Modul, die diese ADC-Konvertierungsfunktion mit 16-Bit-Genauigkeit bietet.

Auch das elektronisches Bauteil es kann auch interessant sein, das zu erweitern KonvertierungsfunktionenAuch wenn der Mikrocontroller, den Sie für Ihr Projekt verwenden, über solche Funktionen verfügt, Sie jedoch etwas anderes benötigen.

A / D- und D / A-Wandler

Es gibt zwei Arten von Signalwandler Grundlegend, obwohl es auch andere Chips gibt, die beide Arten der Umwandlung gleichzeitig durchführen können. Diese sind:

CAD (Analog-Digital-Wandler) oder ADC (Analog-Digital-Wandler): Es ist ein Gerätetyp, der das analoge Signal in ein digitales Signal umwandelt. Dazu können Sie einen Binärcode verwenden, der das analoge Signal codiert. Zum Beispiel das Verknüpfen eines Binärwerts mit einem bestimmten Spannungs- oder Stromwert. Beispielsweise kann es mit einer 4-Bit-Auflösung von 0000 bis 1111 gehen und 0 V bzw. 12 V entsprechen. Wenn ein Vorzeichenbit verwendet wird, können negative und positive Werte gemessen werden.
CDA (Digital-Analog-Wandler) oder DAC (Digital-Analog-Wandler): Es ist ein Gerät, das das Gegenteil von dem oben Gesagten tut, dh es wandelt Binärdaten in ein analoges Strom- oder Spannungssignal um.

Mit diesen Wandlern ist es möglich, von einem Signaltyp zu einem anderen zu wechseln, wie Sie im Fall von sehen werden ADS1115, was dem ersten Fall entsprechen würde.

Über den ADS1115

Der ADS1115 ist ein Signalwandlermodul. Was es tut, ist konvertieren von analog zu digital. Möglicherweise denken Sie, dass das Arduino-Entwicklungsboard selbst bereits interne ADCs enthält, um diese Aufgabe bei Verwendung der analogen Eingänge ausführen zu können, und dass diese mit den Mikrocontrollersignalen kompatibel sind.

Ja, das stimmt, sie haben 6 ADCs mit 10-Bit-Auflösung in UNO, Mini und Nano. Aber mit dem ADS1115 fügen Sie einen weiteren mit einem hinzu 16-Bit-Auflösung, dem Arduino überlegen, zusätzlich zur Möglichkeit, den Arduino-Fall zu befreien. Fünfzehn davon sind für die Messung und ein letztes Bit für das Vorzeichen des analogen Signals, da das analoge Signal, wie Sie wissen, negativ oder positiv sein kann.

Darüber hinaus bietet dieses Modul alles, was Sie benötigen, so dass seine Verwendung sehr einfach ist. Um es mit Ihrem Arduino zu verbinden Sie können das I2C verwendenDeshalb es ist wirklich einfach. Es enthält sogar einen mit ADDR gekennzeichneten Pin, mit dem Sie eine der 4 für diese Komponente verfügbaren Adressen auswählen können.

Andererseits müssen Sie verstehen, dass der ADS1115 zwei Messmodi hat, einen das Differential und ein anderes das Single endete:

Differential: Es werden zwei ADCs für jede Messung verwendet, wodurch die Anzahl der Kanäle auf 2 reduziert wird. Dies bietet jedoch einen klaren Vorteil: Es kann negative Spannungen messen und ist nicht so anfällig für Rauschen.
Single endete: Es hat vier Kanäle, indem nicht beide wie im vorherigen Fall verwendet werden. Jeder der 15-Bit-Kanäle.

Zusätzlich zu diesen Modi enthält es einen Komparatormodus, in dem eine Warnung über die generiert wird ALRT-Stift wenn einer der Kanäle einen Schwellenwert überschreitet, der im Quellcode der Skizze konfiguriert werden kann.

Wenn du es machen willst Messungen weniger als 5VBei höheren Genauigkeiten sollten Sie jedoch wissen, dass der ADS1115 über einen PGA verfügt, mit dem die Spannungsverstärkung von 6.144 V auf 0.256 V eingestellt werden kann. Denken Sie immer daran, dass die maximale Spannung, die in jedem Fall gemessen werden kann, die verwendete Versorgungsspannung (5 V) ist.

Pinbelegung und Datenblatt

Wenn Sie alle technischen Details des ADS1115 anzeigen möchten, um seine Grenzen auf elektronischer Ebene oder die Bedingungen zu kennen, unter denen er gemäß den Empfehlungen des Herstellers betrieben werden kann, können Sie ihn verwenden die Datenblätter das können Sie im Netz finden. Zum Beispiel können Sie Laden Sie dies von TI herunter (Texas-Instrumente).

zu die Pinbelegung und verbunden, zuvor habe ich bereits etwas über das ALRT-Signal kommentiert, das auch über ADDR enthält. Es hat aber auch andere Pins, die Sie für eine korrekte Integration mit Ihrem Arduino-Board oder für jeden anderen Fall kennen sollten. Die am ADS1115-Modul verfügbaren Pins sind:

VDD: Versorgung mit 2V bis 5.5V. Sie können es mit Strom versorgen, indem Sie es von Ihrem Arduino-Board an 5 V anschließen.
GND: Masse, die Sie mit GND Ihres Arduino-Boards verbinden können.
SCL und SDA: Kommunikationsstifte für den I2C. In diesem Fall müssen sie zu den entsprechenden Stiften gehen dein Arduino-Modell.
ADDR: Pin für die Adresse. Standardmäßig wird eine Verbindung zu GND hergestellt, die die Adresse 0x48 angibt. Sie können jedoch auch andere Adressen auswählen:
- Verbunden mit GND = 0x48
- Verbunden mit VDD = 0x49
- Verbunden mit SDA = 0x4A
- Verbunden mit SCL = 0x4B
ALARM: Alarmstift
A0 bis A3: analoge Pins

Wenn Sie verwenden möchten einzelnes Ende Sie können den zu messenden analogen Strom oder die analoge Spannung zwischen GND und einem der 4 verfügbaren analogen Pins anschließen.

Zur Verbindung einzelnes EndeWir verbinden einfach die zu messende Last zwischen GND und einem der 4 verfügbaren Pins. Für den Differenzialmodus können Sie die zu messende Last je nach verwendetem Kanal zwischen A0 und A1 oder zwischen A2 und A3 anschließen.

Als Verbindungsbeispiel bei ein differenzieller Lesemoduskönnen Sie das obige Bild sehen. Darin werden 1.5 Batterien in Reihe verwendet, wobei 3 V hinzugefügt werden, die in diesem Fall zwischen A0 und A1 angeschlossen sind, damit die Arduino-Karte die Spannungswerte messen kann, die zu jedem Zeitpunkt über das I2C erhalten werden. Natürlich können Sie jedes andere Signal zum Messen verwenden, in diesem Fall handelt es sich um Batterien, aber es kann alles sein, was Sie wollen ...

Wo kann man den ADS1115 kaufen?

Wenn Sie eine Kaufen Sie den ADS1115Sie sollten wissen, dass Sie Module für die Integration mit Arduino zu recht günstigen Preisen vorbereitet haben. Sie finden sie in einer Vielzahl spezialisierter Elektronikgeschäfte sowie bei eBay, Aliexpress und Amazon. Beispielsweise:

Integration mit Arduino

Zunächst einmal ist das Erste Bibliothek installieren entsprechend in Ihrer Arduino IDE. Dazu können Sie das berühmteste verwenden, das von Adafruit. Dazu können Sie folgende Schritte ausführen:

Öffnen Sie die Arduino IDE
Gehen Sie zum Menü Skizze
Dann Bibliothek einschließen
Bibliotheken verwalten
In der Suchmaschine können Sie nach Adafruit ADS1X15 suchen
Klicken Sie auf Installieren

Jetzt können Sie loslegen und auf den Code der installierten Bibliothek oder der verfügbare Beispiele in:

Öffnen Sie die Arduino IDE
Gehen Sie zu Datei
Beispiele
Und in der Liste suchen Sie nach denen in dieser Bibliothek ...

Unter den Beispielen sehen Sie beide für die Komparatormodus, Differentialmodus und Single-End-Modus. Sie können die Beispiele sehen, um sie zu verwenden und sie gemäß Ihren Anforderungen zu ändern oder komplexeren Code zu schreiben. Für weitere Informationen rate ich Ihnen unsere kostenloser Einführungskurs in PDF.

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