I2C per sensori analogici con ADS1115

Ciao a tutti

Oggi vorrei mostrarti brevemente come utilizzare il nostro modulo ADS1115. Per i principianti di Arduino, questo modulo offre un piccolo valore aggiunto. Se hai bisogno di più pin analogici per il tuo progetto, di solito vale la pena passare al controller più grande successivo, ad esempio MEGA offre 16 ingressi analogici. Chi ha bisogno di più di 16 pin analogici per un progetto di solito non è più considerato un principiante :)

Per utenti esperti, la funzionalità del modulo può essere descritta in una breve frase: un 16 bit ADC  con PGA  e I2C-Interfaccia per un massimo di 860 / s.

Oggi vorrei spiegare brevemente ai principianti come funziona il modulo e fornire un esempio di applicazione.

Che cos'è un ADC?

ADC sta per AnalogDigitalConverter, chiamato anche convertitore A / D o convertitore. Ciò consente ai segnali analogici di essere convertiti in segnali digitali. I convertitori A / D sono indispensabili nel campo dell'elettronica e sono presenti in quasi tutti i dispositivi elettrici, compresi gli Arduinos. La controparte di questo si chiama DAU. Esistono molti modi per convertire i segnali analogici in digitali, a seconda della profondità, questi sono processi molto complessi e quindi questi metodi sono ancora oggetto della ricerca attuale nel campo dell'ingegneria elettrica e dell'informatica.

Risoluzione e frequenza di campionamento

Per l'area hobby ci sono due valori rilevanti per essere in grado di lavorare con i moduli, la risoluzione e la frequenza di campionamento. La frequenza di campionamento determina quanti cambiamenti nel segnale possono essere rilevati. In linea di principio, quindi, la distanza orizzontale delle linee tratteggiate nella parte inferiore dell'immagine:

La risoluzione può essere compresa come il numero di livelli possibili e deve essere compresa nella figura successiva come la distanza verticale delle linee orizzontali (x).

Che cos'è un PGA?

PGA sta per Amplificatore di guadagno programmabile, che si traduce come "amplificatore programmabile". Questi servono principalmente come amplificatori operativi nella tecnologia di misura, usiamo questa funzione dell'ADC sui nostri moduli molto raramente, perché i nostri sensori analogici forniscono valori leggibili "pronti all'uso" per i nostri microcontrollori.

Perché I2C?

La comunicazione tra il modulo (compresi diversi moduli) e i microcontrollori con solo due linee dati è possibile tramite l'interfaccia I2C. Trattare con il bus I2C è particolarmente indicato per i principianti, sebbene non sia più all'avanguardia. Tutti i microcontrollori comuni possono comunicare tramite questo protocollo e la gestione dei sensori a livello di modulo (con libreria) è particolarmente facile da imparare. Per utenti esperti, qui vengono citati I2S e CAN alternativi.

Il cablaggio:

La configurazione sperimentale di oggi è stata scelta in modo molto conservativo:

Quale biblioteca?

Poiché il layout del nostro ADS1115 è in gran parte identico al layout di Adafruit, possiamo utilizzare questa libreria senza restrizioni e senza modifiche. Questo è disponibile nel gestore librerie dell'IDE Arduino:

La libreria mostrata sopra supporta anche i moduli ADS1117 sulle nostre schede Arduinos e ESP8266.

Ecco il codice:

#include <filo.B>
#include <Adafruit_ADS1015.B>

Adafruit_ADS1115 annunci;


vuoto configurazione(vuoto) 
{   serial.iniziare(9600);   serial.println("Ciao!");   serial.println("Ottenere letture single-ended da AIN0..3");   serial.println("Gamma ADC: +/- 6.144V (1 ​​bit = 0.1875mV / ADS1115)");      annunci.iniziare();
}


vuoto cappio(vuoto) 
{   int16_t ADC0, ADC1, ADC2, ADC3;   ADC0 = annunci.readADC_SingleEnded(0);
 // adc1 = ads.readADC_SingleEnded (1);
 // adc2 = ads.readADC_SingleEnded (2);
 // adc3 = ads.readADC_SingleEnded (3);   serial.stampare("AIN0"); serial.println(ADC0);
 // Serial.print ("AIN1:"); Serial.println (adc1);
 // Serial.print ("AIN2:"); Serial.println (adc2);
 // Serial.print ("AIN3:"); Serial.println (adc3);   serial.println(" ");      ritardo(1000);
}

Questo è stato testato da noi su Nano, UNO e MEGA, nonché sulle nostre schede D1, Amica e LoLin con ESP8266-12E / F, ma dovrebbe funzionare anche su ESP8266-01.

Fino al prossimo post :)