ADS1115 je jedan od najčešće korištenih analogno-digitalnih pretvarača (ADC) među proizvođačima i entuzijastima elektronike zbog svoje svestranosti i tačnosti. Ovaj 16-bitni uređaj se lako povezuje na platforme poput Arduina ili Raspberry Pi-ja zahvaljujući svom I2C interfejsu. ADS1115 može mjeriti do četiri analogna ili dva diferencijalna ulaza, nudeći veću rezoluciju od one integrirane u mnoge mikrokontrolere.
Zahvaljujući svom programabilnom pojačanju i sposobnosti mjerenja pozitivnih i negativnih signala, postao je suštinski alat za one projekte koji zahtijevaju veću preciznost od onoga što interni ADC mogu ponuditi, kao što su senzori visoke preciznosti ili mjerenja niskog napona.
Šta je ADS1115?
ADS1115 je analogni digitalni pretvarač (ADC) koji pretvara analogne signale u digitalne podatke koje mogu obraditi platforme kao što su Arduino o ESP8266. Ovaj uređaj se ističe svojom 16-bitnom rezolucijom, što ga čini mnogo preciznijim od internih ADC-a mikrokontrolera kao što je Arduino Uno, koji nudi samo 10 bita.
Jedna od najkorisnijih karakteristika ADS1115 je njegova sposobnost mjerenja i jednostrukih i diferencijalnih signala . U jednostrukom režimu možete povezati do četiri nezavisna signala, dok u diferencijalnom režimu možete povezati dva para signala, što omogućava mjerenje negativnih signala.
Tehničke karakteristike ADS1115
ADS1115 uključuje nekoliko naprednih karakteristika koje ga čine odličnim izborom za projekte gdje su potrebna analogna mjerenja visoke rezolucije:
- 16-bitna rezolucija: To znači da može mjeriti do 65,536 različitih nivoa signala. To ga čini mnogo preciznijom opcijom od 10-bitnih ADC-a ugrađenih u većinu mikrokontrolera.
- I2C interfejs: Omogućava uređaju da lako komunicira sa mikrokontrolerima. Dodatno, moguće je povezati do četiri ADS1115 na jednu magistralu zahvaljujući ADDR konfigurabilnom adresnom pinu.
- Načini mjerenja: Uređaj nudi i jednostruka (4 nezavisna kanala) i diferencijalna (2 kanala) mjerenja. U diferencijalnom načinu rada, šum je smanjen i negativni signali se mogu mjeriti.
- Programabilni PGA: El programabilno pojačalo (PGA) Podešava pojačanje u rasponu od ±6.144V do ±0.256V, omogućavajući veću preciznost pri mjerenju niskog napona. Treba napomenuti da, iako PGA omogućava rukovanje do ±6.144V, nije moguće izmjeriti napon napajanja uređaja više od napona (5V u većini slučajeva).
- Komparator napona: ADS1115 uključuje programabilni komparator koji može generirati upozorenje preko ALERT pina kada signal premaši softverski definiranu vrijednost praga.
Načini rada
ADS1115 ima dva glavna načina rada koji se mogu prilagoditi potrebama projekta:
- Kontinuirana konverzija: U ovom režimu, uređaj nastavlja da stalno preuzima podatke, što je idealno za aplikacije kontinuiranog praćenja.
- Način rada jednog snimka: Uređaj očitava, a zatim prelazi u režim niske potrošnje dok se ne zatraži drugo očitanje. Ovo je korisno kada želite da smanjite potrošnju energije na projektima na baterije.
Programabilno pojačanje (PGA) Mode
ADS1115 ima programabilni pojačavač pojačanja (PGA) , što vam omogućava podešavanje njegovog opsega mjerenja. Ovo je posebno korisno pri radu sa signalima niskog napona, jer možete pojačati signal kako biste u potpunosti iskoristili rezoluciju ADC-a. Podržani opsezi su od ±6.144V do ±0.256V, što nudi fleksibilnost u širokom spektru primjena. Međutim, ključno je da se ne prekorači napon napajanja uređaja , koji je obično 5V, jer bi to moglo oštetiti pretvarač.
ADS1115 Aplikacije
- Mjerenje senzora: Kada trebate očitati precizne podatke sa analognih senzora, kao što su senzori temperature, svjetlosti ili pH, ADS1115 postaje ključni alat.
- Istraživački projekti: U nekim projektima gdje je potrebno mjeriti suptilne promjene pri malim naponima, 16-bitna rezolucija ADS1115 pruža potrebnu preciznost.
- Praćenje baterije: Zahvaljujući svojoj sposobnosti mjerenja diferencijalnih signala i svom internom komparatoru, ADS1115 se također može koristiti za kreiranje sistema za praćenje baterije, gdje se može generirati upozorenje kada napon padne ispod kritičnog nivoa.
Veza sa Arduinom
Povezivanje ADS1115 na Arduino ploču je vrlo jednostavno zahvaljujući I2C interfejsu. Potrebno je samo da povežete SDA i SCL pinove ADC-a na odgovarajuće na Arduinu, pored napajanja uređaja sa 5V.
U nastavku vam pokazujemo osnovni dijagram povezivanja:
VCC (ADS1115) -> 5V (Arduino)
GND (ADS1115) -> GND (Arduino)
SCL (ADS1115) -> SCL (Arduino)
SDA (ADS1115) -> SDA (Arduino)Za odabir I2C adrese ADC-a potrebno je spojiti ADDR pin na GND, VDD, SDA ili SCL, dobivši adrese 0x48, 0x49, 0x4A ili 0x4B. Ovisno o tome koliko ADS1115 želite koristiti u svom projektu, ova opcija postaje vrlo korisna.
Korištenje biblioteke Adafruit za ADS1115
Da bi se pojednostavila upotreba ADS1115 sa Arduinom, može se instalirati Adafruit biblioteka. Ova biblioteka pruža vrlo jasne primjere koji će vam pomoći da počnete. Ispod je osnovni primjer za čitanje četiri kanala u single-ended modu:
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_ADS1015.h>
Adafruit_ADS1115 ads;
void setup(void) {
Serial.begin(9600);
ads.begin();
}
void loop(void) {
int16_t adc0, adc1, adc2, adc3;
adc0 = ads.readADC_SingleEnded(0);
adc1 = ads.readADC_SingleEnded(1);
adc2 = ads.readADC_SingleEnded(2);
adc3 = ads.readADC_SingleEnded(3);
Serial.print("AIN0: "); Serial.println(adc0 * 0.1875);
Serial.print("AIN1: "); Serial.println(adc1 * 0.1875);
Serial.print("AIN2: "); Serial.println(adc2 * 0.1875);
Serial.print("AIN3: "); Serial.println(adc3 * 0.1875);
delay(1000);
}Ovaj kod čita četiri analogna kanala i pretvara ih u napon, koristeći odgovarajući množitelj prema pojačanju koji smo stavili u ADC.
Diferencijalni mod
Diferencijalni način rada ADS1115 je vrlo koristan za mjerenje negativnih napona ili minimiziranje šuma. Ovo je osnovni primjer za očitavanje diferencijala između pinova A0 i A1:
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_ADS1015.h>
Adafruit_ADS1115 ads;
void setup(void) {
Serial.begin(9600);
ads.begin();
}
void loop(void) {
int16_t results;
results = ads.readADC_Differential_0_1();
Serial.print("Diferencial: "); Serial.println(results * 0.1875);
delay(1000);
}Pomoću ovog alternativnog načina čitanja možete mjeriti razliku napona između dva ulaza, što je idealno za aplikacije gdje buka može predstavljati problem.
Konačna razmatranja
ADS1115 ne samo da pruža izvanrednu tačnost za ADC ovog tipa, već je i izuzetno jednostavan za korištenje. Njegov I2C interfejs i mogućnost mjerenja i jednostavnih i diferencijalnih signala čine ga vrijednom komponentom za bilo koji elektronski projekat, bez obzira da li mjerite senzore sa niskim naponima ili vam je potrebna veća tačnost od one koju pruža tipični mikrokontroler. Nadalje, njegov ugrađeni komparator dodaje dodatni sloj korisnosti omogućavajući vam kreiranje alarma kada se prekorače određeni pragovi, što ga čini savršenim za nadzor aplikacija. Ako tražite tačnost i funkcionalnost u svojim analognim mjerenjima, ADS1115 je toplo preporučen izbor.