ADS1115: аналогово-цифровий перетворювач для Arduino

Для тих проектів, де необхідне перетворення з аналогового на цифровий сигнал, а використовуваний мікроконтролер не має такої потужності, цікаво мати такий тип Модуль ADS1115, який забезпечує можливість перетворення АЦП з 16-бітовою точністю.

Також це електронний компонент також може бути цікаво розширити можливості перетворення, навіть якщо мікроконтролер, який ви використовуєте для свого проекту, має таку можливість, але вам потрібно щось інше.

A / D та D / A перетворювачі

Існує два типи перетворювачі сигналів є фундаментальним, хоча є й інші мікросхеми, здатні виконувати обидва типи перетворення одночасно. Це:

• CAD (аналого-цифровий перетворювач) або ADC (аналого-цифровий перетворювач): це тип пристрою, який перетворює аналоговий сигнал у цифровий. Для цього можна використовувати двійковий код, який кодує аналоговий сигнал. Наприклад, асоціювання двійкового значення з конкретним значенням напруги або струму. Наприклад, з 4-бітовою роздільною здатністю він може переходити від 0000 до 1111, і він може відповідати 0v та 12v відповідно. Хоча, якщо використовується знаковий біт, можна виміряти негативні та позитивні значення.
• CDA (цифро-аналоговий перетворювач) або ЦАП (цифро-аналоговий перетворювач): це пристрій, який робить протилежність вищезазначеному, тобто перетворює двійкові дані в аналоговий сигнал струму або напруги.

За допомогою цих перетворювачів можна переходити від одного типу сигналу до іншого, як ви побачите у випадку ADS1115, що відповідало б першому випадку.

Про ADS1115

ADS1115 - це модуль перетворювача сигналу. Що це робить перетворити з аналогового на цифровий. Вам може здатися, що сама плата розробки Arduino вже включає внутрішні АЦП, щоб мати змогу виконувати це завдання при використанні аналогових входів і що вони можуть бути сумісними з сигналами мікроконтролера.

Так, це правильно, вони мають 6 АЦП з 10-бітовою роздільною здатністю в UNO, Mini та Nano. Але з ADS1115 ви додаєте інший за допомогою 16-розрядна роздільна здатність, що перевершує Arduino, крім того, що він може звільнити справу Arduino. П'ятнадцять з них призначені для вимірювання і останній біт для знака аналогового сигналу, оскільки, як відомо, аналоговий сигнал може бути негативним або позитивним.

Крім того, цей модуль забезпечує все необхідне, завдяки чому його використання дуже просте. Щоб підключити його до вашого Arduino Ви можете використовувати I2CТак, що це дуже просто. Він навіть включає штифт із позначкою ADDR, за допомогою якого ви можете вибрати одну з 4 адрес, доступних для цього компонента.

З іншого боку, ви повинні розуміти, що ADS1115 має два режими вимірювання, один - диференціал і ще один сингл закінчився:

• Диференціальний: він використовує два АЦП для кожного вимірювання, зменшуючи кількість каналів до 2, але забезпечує очевидну перевагу, яка полягає в тому, що він може вимірювати негативні напруги і не настільки вразливий до шуму.
• Одномісний: він має чотири канали, не використовуючи обидва, як у попередньому випадку. Кожен з 15-розрядних каналів.

На додаток до цих режимів, він включає режим порівняння, в якому за допомогою Штифт ALRT коли будь-який з каналів перевищує порогове значення, яке можна налаштувати у вихідному коді ескізу.

Якщо ви хочете зробити вимірювання менше 5v, але з більш високою точністю, ви повинні знати, що ADS1115 має PGA, який може регулювати коефіцієнт посилення напруги з 6.144 в до 0.256 в. Завжди маючи на увазі, що максимальною напругою, яку можна виміряти в будь-якому випадку, буде напруга живлення (5 В).

Розсипка та таблиця даних

Якщо ви хочете побачити всі технічні деталі ADS1115, щоб знати його межі на електронному рівні або умови, за яких він може працювати відповідно до рекомендацій виробника, ви можете використовувати таблиці даних що ви можете знайти в мережі. Наприклад, ви можете завантажте це з TI (TexasInstruments).

в розпиновка і підключений, раніше я вже коментував щось про сигнал ALRT, який також включає про ADDR. Але у нього є інші шпильки, які ви також повинні знати для правильної інтеграції з вашою платою Arduino або для будь-якого іншого випадку. Висновки, доступні в модулі ADS1115:

• VDD: живлення від 2 до 5.5 в. Ви можете живити його, під’єднавши до 5 В від плати Arduino.
• GND: земля, яку ви можете підключити до GND вашої плати Arduino.
• SCL та SDA: контактні штифти для I2C. У цьому випадку вони повинні перейти до відповідних штифтів відповідно до Ваша модель Arduino.
• АДР: PIN-код для адреси. За замовчуванням він підключається до GND, що дає адресу 0x48, але ви можете вибрати інші адреси:
  • Підключений до GND = 0x48
  • Підключений до VDD = 0x49
  • Підключений до SDA = 0x4A
  • Підключено до SCL = 0x4B
• ПОВІДОМЛЕННЯ: попереджувальний штифт
• Від A0 до A3: аналогові шпильки

Якщо ви хочете використовувати єдиний кінець Ви можете підключити аналоговий струм або напругу, яку потрібно виміряти, між GND і одним з 4 доступних аналогових контактів.

Для підключення єдиний кінець, ми просто підключаємо вимірюване навантаження між GND і одним з 4 доступних штифтів. Для диференціального режиму ви можете підключити вимірюване навантаження між A0 і A1 або між A2 і A3, залежно від каналу, який ви хочете використовувати.

Як приклад зв'язку в разі диференціальний режим читання, ви можете побачити зображення вище. У ньому послідовно використовується 1.5 батареї, додаючи 3v, які в цьому випадку підключені між A0 і A1, щоб плата Arduino могла вимірювати значення напруги, отримані в кожен момент через I2C. Очевидно, що для вимірювання можна використовувати будь-який інший сигнал, в даному випадку це батареї, але це може бути все, що завгодно ...

Де купити ADS1115?

Якщо ви хочете, придбайте ADS1115Ви повинні знати, що у вас є модулі, підготовлені для інтеграції з Arduino за досить низькими цінами. Ви можете знайти їх у безлічі спеціалізованих магазинів електроніки, а також на eBay, Aliexpress та Amazon. Наприклад:

• Комплект з 2 модулів ADS1116
• Один модуль ADS1115

Інтеграція з Arduino

Для початку, перше, що потрібно встановити бібліотеку що відповідає вашій IDE Arduino. Для цього ви можете використовувати найвідоміший з них Адафрут. Для цього ви можете виконати такі дії:

1. Відкрийте IDE Arduino
2. Перейдіть до меню Ескіз
3. Потім включити бібліотеку
4. Управління бібліотеками
5. У пошуковій системі ви можете шукати Adafruit ADS1X15
6. Клацніть на Встановити

Тепер ви готові до запуску, ви можете отримати доступ до коду встановленої бібліотеки або доступні приклади в:

1. Відкрийте IDE Arduino
2. Перейдіть до Файл
3. Приклади
4. А у списку шукайте ті, що є в цій бібліотеці ...

Серед прикладів ви побачите обидва для режим порівняння, диференціальний режим та режим єдиного кінця. Ви можете побачити приклади, щоб почати їх використовувати та модифікувати відповідно до своїх потреб, або написати більш складний код. Для отримання додаткової інформації я раджу вам нашу безкоштовний вступний курс у форматі PDF.