A/D převodník ADS1115

 

Nejoblíbenější volby A/D převodníků pro Raspberry Pi

Zde jsou tři nejčastěji používané čipy, které jsou s RPi plně kompatibilní a mají skvělou softwarovou podporu (knihovny v Pythonu):

Převodník	Rozlišení	Počet kanálů	Rozhraní	Vlastnosti
ADS1115	16-bit	4	I2C	Velmi přesný, má vestavěný zesilovač (PGA). Ideální pro senzory.
ADS1015	12-bit	4	I2C	Rychlejší než ADS1115, ale méně přesný.
MCP3008	10-bit	8	SPI	Levný, hodně kanálů, vyžaduje více drátů (SPI). Klasika pro začátečníky.

---

Proč je ADS1115 nejlepší volbou?

Pokud s tím začínáte, pak ADS1115. Tady je proč:

1. Napájení: Může být napájen přímo z 3,3V pinu Raspberry Pi. Tím je zajištěno, že i jeho datový výstup bude mít 3,3V (bezpečné pro RPi).

2. I2C sběrnice: Stačí vám pouze 2 datové vodiče (SDA a SCL) a můžete na stejné piny připojit i další senzory.

3. Diferenciální měření: Umí měřit rozdíl mezi dvěma piny, což je skvělé pro potlačení šumu.

Na co si dát pozor (Logika a napětí)

• VREF (Referenční napětí): Pokud převodník napájíte 3,3V, bude jeho měřicí rozsah typicky 0 až 3,3V. Pokud byste na vstup přivedli 5V (např. z nějakého průmyslového senzoru), převodník (a potenciálně i Pi) byste mohli zničit.

• Dělič napětí: Pokud potřebujete měřit 5V nebo 12V signály, musíte před převodník předřadit rezistorový dělič napětí, aby se signál "vešel" do 3,3V.

Jak to propojit (I2C verze)

1. VDD na Raspberry Pi 3.3V

2. GND na Raspberry Pi GND

3. SCL na Raspberry Pi SCL (GPIO 3)

4. SDA na Raspberry Pi SDA (GPIO 2)

Adresa I2C u převodníku ADS1115 se mění fyzickým propojením pinu ADDR (Address) na modulu s jedním ze čtyř různých pinů. Díky tomu lze na jednu sběrnici připojit až 4 modely ADS1115.

Nastavení adresy (Pin ADDR)

Výchozí adresa (pokud není pin připojen, je přes 10k odpor stáhnut k zemi) je 0x48. 

Připojení pinu ADDR	I2C Adresa (HEX)
GND	0x48 (výchozí)
VDD (napájení)	0x49
SDA (data)	0x4A
SCL (hodiny)	0x4B

Postup změny:

1. Identifikujte pin ADDR na vašem ADS1115 modulu.
2. Propojte pin ADDR pájením nebo drátkem na příslušný napájecí či datový pin dle tabulky výše.

U ADS1115 se vstup A0, A1, A2, A3 nastavuje v konfiguračním registru (registr 0x01).
Konkrétně v bitech MUX (bity 14–12).

V našem krátkém kódu je tato část:

bus.write_i2c_block_data(addr,1,[0xC3,0x83])

První byte 0xC3 obsahuje právě nastavení vstupu.

Nastavení vstupů ADS1115

Vstup	první byte config
A0	0xC3
A1	0xD3
A2	0xE3
A3	0xF3

Takže stačí změnit jeden byte.

Příklad A1

bus.write_i2c_block_data(addr,1,[0xD3,0x83])

Konfigurace se zapisuje takto:
bus.write_i2c_block_data(0x48, 1, [MSB, LSB])
kde:
MSB = první byte (vstup + zesílení + start měření)
LSB = druhý byte (rychlost měření atd.)
Výběr vstupu (MUX)
vstup
MSB hodnota
A0
0xC3
A1
0xD3
A2
0xE3
A3
0xF3
nejčastější použití:
A0 = [0xC3,0x83]
A1 = [0xD3,0x83]
A2 = [0xE3,0x83]
A3 = [0xF3,0x83]
Zesílení (PGA)
Tím nastavíš maximální měřené napětí.
rozsah
hodnota
±6.144 V
0xC0
±4.096 V
0xC2
±2.048 V
0xC4
±1.024 V
0xC6
±0.512 V
0xC8
±0.256 V
0xCA
Pro Raspberry Pi se nejčastěji používá:
±4.096V
protože čip běží na 3.3V.
Rychlost převodu (data rate)
Toto je LSB byte.
rychlost
LSB
8 SPS
0x03
16 SPS
0x23
32 SPS
0x43
64 SPS
0x63
128 SPS
0x83
250 SPS
0xA3
475 SPS
0xC3
860 SPS
0xE3
Nejčastější nastavení
běžné měření
[0xC3,0x83]
vstup A0
rozsah ±4.096V
128 SPS
rychlé měření
[0xC3,0xE3]
860 SPS
velmi citlivé měření
[0xC9,0x83]
rozsah ±0.512V
Přehled struktury registru
16bit konfigurace:
15    start měření
14-12 vstup (MUX)
11-9  zesílení
8     režim
7-5   rychlost
4-0   komparátor
💡 Tip z praxe (hodně důležitý):
Pokud měříš termistor, nejlepší nastavení je:
[0xC3,0x83]
protože:
rozsah dobře pokrývá 0–3.3V
měření je stabilní
minimální šum.

Článek s příklady použití (s Raspberry PI ).