Raspberry Pi ADC-Mikrokontroler Raspberry Pi jest jednym z najbardziej przydatnych MCU w przenośnych aplikacjach instrumentalnych. Brakuje mu jednak wbudowanego układu przetwornika analogowo-cyfrowego, przez co nie może on odczytywać wejść analogowych. Dlatego stworzenie ADC raspberry pi może poprawić operatywność i wszechstronność MCU. Dlatego zagłębimy się w podstawy Raspberry Pi ADC.
Co to jest ADC i dlaczego jest niezbędny?
Analogowo-cyfrowy konwerter zmienia sygnały analogowe na sygnały cyfrowe. Analogowy sygnał jest nieskończenie zmienny i ciągły. Z drugiej strony, sygnały cyfrowe charakteryzują się dyskretną amplitudą i czasem.
Posiadanie ADC podczas używania Raspberry Pi jest niezbędne, ponieważ ten mikrokontroler nie czyta sygnałów analogowych. Stąd moduł konwersji analogowo-cyfrowej umożliwia kompatybilność Pi z innymi urządzeniami, czyniąc go przyjaznym dla analogów.
Najlepsze Raspberry Pi ADCs
Raspberry pi jednopłytkowy komputer wielkości karty kredytowej
Poniżej znajdują się niektóre z najlepszych typów ADC Raspberry:
MPC3008: 8-kanałowy 10-bitowy ADC.
Jest to prawdopodobnie najlepszy zewnętrzny konwerter analogowo-cyfrowy o następujących właściwościach:
ADC jest 10-bitowym analogowym i ośmiokanałowym urządzeniem, które wykorzystuje tylko cztery piny.
Po drugie, można go używać w tandemie z kodem SPI Pythona do odczytu urządzeń analogowych, takich jak czujniki temperatury i fotokomórki.
Ponadto, posiada on interfejs szeregowy (Serial Peripheral Interface).
Wreszcie, choć nie jest to sprzętowy ADC, jest to zewnętrzny konwerter analogowo-cyfrowy.
STM32F030: 8-Channel 12-Bit Raspberry Pi ADC.
ADC działa na mikrokontrolerze STM32F030 i najlepiej nadaje się do pomiarów temperatury i wagi. Ponadto, MCU o niskiej mocy jest stosunkowo tańszy niż moduł ADC podobnego kalibru.
Jego cechy definiujące obejmują:
Posiada system obliczeniowy CRC, a także wyposażony jest w zegar czasu rzeczywistego (RTC)
Działa na szeregowym debugowania przewodu (SWD) systemu
Featuring pięć kanałów, system bezpośredniego dostępu do pamięci również obsługuje różne moduły Raspberry.
Wreszcie, posiada serię timerów, w tym SysTick i Advanced-control timers.
ADS1015 12-bitowy ADC
(ADC, lub A-to-D) przetwornik analogowo cyfrowy.
Jest to precyzyjny i wysokiej jakości ADC zdolny do obsługi 3300 próbek na sekundę na protokole I2C (Inter-integrated Circuit). Ponadto można go ustawić jako dwa kanały różnicowe lub cztery kanały wejściowe single-ended.
ADC posiada również x16 programowalny wzmacniacz wzmocnienia przydatny w zwiększaniu małych / różnicowych sygnałów do pełnego zakresu. Ponadto, można zdecydować się na uruchomienie go na zasilaniu 5V lub 2V. Wreszcie, jest to wysoce precyzyjny ADC znany z tego, że posiada płytkę Breakout z ferrytami.
DFRobot Gravity 12C ADS1115 16-bit ADC
Jest to jeden z najlepszych modułów ADC pod względem kompatybilności z Raspberry Pi. Do jego kluczowych cech należą:
Moduł jest 16-bitowym przetwornikiem analogowo-cyfrowym.
Cechuje się wyjątkowo wysoką precyzją, a także posiada programowalny dodatek do regulacji wzmocnienia.
Dzięki interfejsowi I2C, producenci zaprojektowali go specjalnie do współpracy z mikrokontrolerem Pi.
Cechuje się też wysoką precyzją napięcia odniesienia i może pracować z zasilaczami o szerokim napięciu 3.3V.
ADS1115: 4-kanałowy 16-bitowy ADC Raspberry Pi.
4-kanałowy ADC opiera się na module ADS1115. Dlatego najlepiej pasuje do ADC do monitorowania baterii i operacji opartych na przenośnym oprzyrządowaniu. Do jego nadrzędnych cech należą:
Po pierwsze, jest to czynnik formalny Raspberry Pi Zero z szerokim zakresem napięcia zasilania.
Ponadto posiada zintegrowane złącza analogowe Grove oraz programowalny komparator.
Moduł ten posiada również wewnętrzne komponenty, takie jak PGA, referencja napięciowa o niskim dryfcie oraz oscylator.
Co więcej, pobiera on niewielki prąd i charakteryzuje się stosunkowo dobrą programowalną prędkością transmisji danych w zakresie od 8SPS do 860SPS.
Moduł posiada również multiplekser wejściowy (MUX) z 4 wejściami single-ended i dwoma różnicowymi.
Wreszcie, posiada on interfejs szeregowy, który jest kompatybilny z I2C.
Projekty z Raspberry Pi ADC
Teraz, gdy rozumiesz działanie Raspberry Pi ADC, oto kilka projektów, które możesz podjąć:
Raspberry Pi ADC Tutorial
Komputer jednopłytkowy Raspberry Pi
Jest to warty uwagi projekt dla początkujących użytkowników Raspberry Pi. Niezbędne części, które będziesz potrzebował do projektu to:
Dowolny model Raspberry Pi
Potencjał 10K
Dwa kondensatory o pojemności 0,1µF
Dowolny Pi ADC
Deska do krojenia chleba
17 sztuk rezystorów 1KΩ
Zauważ, że ten układ będzie działał na napięciu zasilania +5V. Ponadto może on mierzyć napięcie w zakresie od 0V do 5V. Ponadto większość przetworników ADC charakteryzuje się stosunkowo dużym szumem. Dlatego też kondensator 0,1µF jest istotny dla filtracji szumów.
Należy również pamiętać, że ADC pracuje na układzie zegara z oscylatorem rezystorowym. Dlatego możesz naładować drugi kondensator do stosunkowo mniejszej wartości, aby poprawić szybkość konwersji ADC. Pamiętaj jednak, że duża szybkość pogorszy dokładność ADC.
Dlatego musisz wybrać kondensator o stosunkowo dużej wartości dla zwiększenia dokładności.
Połączenie czujnika Flex z Raspberry Pi ADC
Jest to projekt podobny do powyższego, ale stosunkowo skomplikowany, ponieważ zawiera czujnik analogowy. Dlatego, oprócz komponentów opisanych powyżej, potrzebujesz czujnika giętkiego oraz wyświetlacza LCD 16*2.
Jak skonfigurować poduszkę ciśnieniową Raspberry Pi (FSR)
Możesz również stworzyć czujnik nacisku zdolny do odczytu wejść analogowych. Również ten projekt jest podobny do innych wyróżnionych powyżej, ale potrzebujesz podkładki ciśnieniowej i dodatkowych rezystorów.
Na koniec można wykonać projekt obejmujący "Getting Started With The Raspberry Pi 16 Channel ADC HAT".
Podsumowanie
W skrócie, podkreśliliśmy wszystkie istotne spostrzeżenia dotyczące tego konwertera poziomów logicznych. Ponadto, omówiliśmy najlepsze moduły ADC kompatybilne z mikrokontrolerem Pi. Ale jeśli masz dalsze pytania na ten temat, nie krępuj się zaangażować nas, a my dotrzeć z powrotem natychmiast.