ADS1115 Multiplexer mit 16 bit ADC, einfach erklärt!
ADS1115 – Multiplexer
Der ADS1115 ist ein 4 Kanal analog zu digital Wandler, mit dem analoge Signale mit 16-Bits gemessen und in ein digitales Signal umgewandelt werden. Mittels des Multiplex-Verfahrens kann je ein Kanal nach dem anderen gemessen werden. Über die Standard I2C Adresse 0x48 können die Werte ausgelesen werden. Er hat einen internen Verstärker verbaut, mit dem wir auch kleine Spannungen messen können. Mit diesem IC können wir Spannungen auch überwachen lassen und bei einer Über- oder Unterschreitung von einem Limit kann ein Alarm ausgelöst werden.
ADS1115 – Pin-out
Der ADS1115 hat 10 Pins, die von links oben gegen den Uhrzeigersinn gezählt werden. Auf der oberen linken Seite am IC ist eine Kerbe zu sehen. Sie wird benötigt, um die richtige Orientierung zu finden. Die Pins 3 und 8 dienen zur Spannungsversorgung und die Pins 9 und 10 sind für die Kommunikation über I2C zuständig. Mit den Pins 4, 5, 6, 7 können die analogen Daten gemessen werden. Der Pin 1 ist der Adress-pin, mit ihm kann man zwischen vier I2C Adressen wählen. Der Pin 2 ist der Alert Pin, der als Komparator-Schwellenwert”-Alarm oder als ADC-Lesebereitschaft”-Warnung verwendet werden kann.
ADS1115 – I2C Adresse auswählen
ADS1115 Modul
Um den Anschluss von diesem doch winzigen IC für einen Testaufbau am Breadboard zu verwenden, können wir auf ein ADS1115 Modul zurückgreifen, auf dem die Pins und benötigten Widerstände und Kondensatoren schon verlötet sind.
Messgenauigkeit vom ADS1115 einstellen
Wir haben die Möglichkeit, die Genauigkeit der Messung einzustellen. Als Standard ist hier der niedrigste Wert eingestellt, der eine Messgenauigkeit von 0,1875 mV hat. Je höher die Genauigkeit der Messung ist, desto kleiner ist die maximale Spannung, die gemessen werden kann. Zum Beispiel darf bei Gain_TWO die gemessene Spannung auf keinen Fall mehr als 2,048 Volt betragen, ansonsten kann der ADS1115 Schaden nehmen.
ads.setGain(GAIN_TWOTHIRDS); 2/3x gain +/- 6.144V 1 bit = 3mV 0.1875mV (Standard)
ads.setGain(GAIN_ONE); 1x gain +/- 4.096V 1 bit = 2mV 0.125mV
ads.setGain(GAIN_TWO); 2x gain +/- 2.048V 1 bit = 1mV 0.0625mV
ads.setGain(GAIN_FOUR); 4x gain +/- 1.024V 1 bit = 0.5mV 0.03125mV
ads.setGain(GAIN_EIGHT); 8x gain +/- 0.512V 1 bit = 0.25mV 0.015625mV
ads.setGain(GAIN_SIXTEEN); 16x gain +/- 0.256V 1 bit = 0.125mV 0.0078125mV
Beispiel Aufbau
In diesem Beispiel-Aufbau der für die nachfolgenden Beispiele verwendet werden kann, benötigen wir vier Potenziometer, um unterschiedliche analoge Eingänge zu simulieren. Jeder Poti wird an einem analogen Eingang am ADS1115 angehängt. Der ALERT Pin wird am Wemos auf den Pin D5 angehängt, damit wir einen Alarm detektieren können. Um eine visuelle Rückmeldung zu geben, haben wir am Pin D6 eine LED gehängt, mit einem 220 Ohm Widerstand, um den Strom zu begrenzen. Der Adress-pin wird auf GND angehängt und somit haben wir die I2C Adresse 0x48.
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