I2C para sensores analógicos con el ADS1115

Hola a todos

Hoy me gustaría mostrarles brevemente cómo usar nuestro módulo ADS1115. Para los principiantes de Arduino, este módulo ofrece poco valor agregado. Si necesita más pines analógicos para su proyecto, generalmente vale la pena cambiar al siguiente controlador más grande, el MEGA ofrece 16 entradas analógicas, por ejemplo. Quien necesita más de 16 pines analógicos para un proyecto generalmente ya no se considera un principiante :)

Para usuarios avanzados, la funcionalidad del módulo se puede describir en una oración corta: un 16 bits ADC  con PGA  y I2C-Interfaz de hasta 860 / s.

Hoy me gustaría explicar brevemente a los principiantes cómo funciona el módulo y proporcionar un ejemplo de aplicación.

¿Qué es un ADC?

ADC significa AnalogDigitalConverter, también llamado convertidor o convertidor A / D. Esto permite que las señales analógicas se conviertan en señales digitales. Los convertidores A / D son indispensables en el campo de la electrónica y están presentes en casi todos los dispositivos eléctricos, incluidos los Arduinos. La contraparte de esto se llama DAU. Hay muchas formas de convertir señales analógicas a digitales, dependiendo de la profundidad, estos son procesos muy complejos y, por lo tanto, estos métodos siguen siendo objeto de investigación actual en el campo de la ingeniería eléctrica y la informática.

Resolución y frecuencia de muestreo

Para el área de pasatiempo hay dos valores relevantes para poder trabajar con los módulos, la resolución y la frecuencia de muestreo. La frecuencia de muestreo determina cuántos cambios en la señal se pueden detectar. En principio, por lo tanto, la distancia horizontal de las líneas punteadas en la parte inferior de la imagen:

La resolución puede entenderse como el número de niveles posibles y debe entenderse en la siguiente figura como la distancia vertical de las líneas horizontales (x).

¿Qué es un PGA?

PGA significa amplificador de ganancia programable, que se traduce como "amplificador programable". Estos sirven principalmente como amplificadores operacionales en la tecnología de medición, solo usamos esta función del ADC en nuestros módulos muy raramente, porque nuestros sensores analógicos ofrecen valores legibles "listos para usar" para nuestros microcontroladores.

¿Por qué I2C?

La comunicación entre el módulo (incluidos varios módulos) y los microcontroladores con solo dos líneas de datos es posible a través de la interfaz I2C. Tratar con el autobús I2C se recomienda especialmente para los principiantes, aunque ya no es lo más avanzado. Todos los microcontroladores comunes pueden comunicarse a través de este protocolo y el manejo de los sensores a nivel de módulo (con biblioteca) es particularmente fácil de aprender. Para usuarios avanzados, las alternativas I2S y CAN se mencionan aquí.

El cableado:

La configuración experimental de hoy fue elegida de manera muy conservadora:

Cual biblioteca

Dado que el diseño de nuestro ADS1115 es en gran medida idéntico al diseño de Adafruit, podemos usar esta biblioteca sin restricciones y sin ajustes. Está disponible en el administrador de la biblioteca del IDE de Arduino:

La biblioteca que se muestra arriba también admite los módulos ADS1117 en nuestras placas Arduinos y ESP8266.

Aquí está el código:

#include <Alambre.h>
#include <Adafruit_ADS1015.h>

Adafruit_ADS1115 anuncios;


nulo configuración(nulo) 
{   De serie.comenzar(9600);   De serie.println("Hola!");   De serie.println("Obteniendo lecturas de un solo extremo de AIN0..3");   De serie.println("Rango ADC: +/- 6.144V (1 ​​bit = 0.1875mV / ADS1115)");      anuncios.comenzar();
}


nulo bucle(nulo) 
{   int16_t adc0, adc1, adc2, adc3;   adc0 = anuncios.readADC_SingleEnded(0);
 // adc1 = ads.readADC_SingleEnded (1);
 // adc2 = ads.readADC_SingleEnded (2);
 // adc3 = ads.readADC_SingleEnded (3);   De serie.imprimir("AIN0:"); De serie.println(adc0);
 // Serial.print ("AIN1:"); Serial.println (adc1);
 // Serial.print ("AIN2:"); Serial.println (adc2);
 // Serial.print ("AIN3:"); Serial.println (adc3);   De serie.println(" ");      retrasar(1000);
}

Probamos esto en Nano, UNO y MEGA, así como en nuestros tableros D1, Amica y LoLin con ESP8266-12E / F, pero también debería funcionar en el ESP8266-01.

Hasta el próximo post :)