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==Software-Beispiel==
==Codebeispiel Arduino==Die Arduino-Boards besitzen von Haus aus einen 10 Bit-ADC mit 6 Kanälen. Benötigt man jedoch mehr Kanäle oder eine höhere Genauigkeit, dann kann man den Arduino mittels des KY-053 Analog Digital Converter Moduls um 4 ADC Kanäle mit 12-Bit Genauigkeit erweitern, welches per I2C an den Arduino angeschlossen wird. Zur Ansteuerung dieses Moduls gibt es mehrere Möglichkeiten - als besonders zugänglich haben sich die ADS1X15 Libraries erwiesen, die die Firma Adafruit unter [[https://learngithub.sparkfuncom/adafruit/Adafruit_ADS1X15 https://github.com/tutorialsadafruit/bmp180Adafruit_ADS1X15]] unter der [[https://opensource.org/licenses/BSD-barometric3-pressureClause BSD-sensorLizenz]] veröffentlicht hat. Das unten stehende Beispiel verwendet diese besagte Library -hookuphierzu empfehlen wir diese von Github herunterzuladen, zu entpacken und im Arduino-Library-Ordner, welcher sich standardmäßig unter (C:\Benutzer\[Benutzername]\Dokumente\Arduino\libraries) befindet, zu kopieren, damit diese für dieses Codebeispiel und folgende Projekte zur Verfügung steht. <pre class="brush:cpp">#include #include // ADS1115 Modul wird initialisiert - alle folgenden Operationen mit dem ADC// können mit Hilfe des Objektes "ads" ausgeführt werden.Adafruit_ADS1115 ads; void setup(void) { Serial.begin(9600); Serial.println("Werte der analogen Eingaenge des ADS1115 (A0..A3) werden ausgelesen und ausgegeben"); Serial.println("ADC Range: +/- 6.144V (1 bit = 0.1875mV)"); // Dieses Modul besitzt an seinen analogen Eingängen Signalverstärker, deren // Verstärkung per Software in den unten stehenden Bereichen konfiguriert werden // können. // Dieses ist in dem Fall gewünscht, wenn ein bestimmter Spannungsbereich // als messergebnis erwartet wird und man so eine höhere Auflösung des Signals // erhält. // Als Standardverstärkung ist Gain=[2/3] gewählt und kann durch Auskommentieren // auf eine andere Verstärkung umgestellt werden. // ADS1115 // ------- ads.setGain(GAIN_TWOTHIRDS); // 2/3x gain +/- 6.144V 1 bit = 0.1875mV // ads.setGain(GAIN_ONE); // 1x gain +/- 4.096V 1 bit = 0.125mV // ads.setGain(GAIN_TWO); // 2x gain +/- 2.048V 1 bit = 0.0625mV // ads.setGain(GAIN_FOUR); // 4x gain +/- 1.024V 1 bit = 0.03125mV // ads.setGain(GAIN_EIGHT); // 8x gain +/- 0.512V 1 bit = 0.015625mV // ads.setGain(GAIN_SIXTEEN); // 16x gain +/- 0.256V 1 bit = 0.0078125mV ads.begin();} void loop(void) { uint16_t adc0, adc1, adc2, adc3; float voltage0, voltage1, voltage2, voltage3; float gain_conversion_factor; // Der Befehl "ads.readADC_SingleEnded(0)" ist die eigentliche Operation, die die Messung im ADC startet. // die "0" als Variable für diese Funktion definiert den verwendeten Channel, der gemessen werden soll // Soll z.B. der dritte Channel gemessen werden, so muss diese mit der "3" ausgetauscht werden adc0 = ads.readADC_SingleEnded(0); adc1 = ads.readADC_SingleEnded(1); adc2 = ads.readADC_SingleEnded(2); adc3 = ads.readADC_SingleEnded(3); // Dieser Wert wird für die Umrechnung in eine Spannung benötigt - dieser ´hängt von der eingestellten Verstärkung ab. // Der passende Wert zur Verstärkung sollte aus der oben aufgezeigten Tabelle entnommen werden gain_conversion_factor= 0.1875; // Umrechnung der aufgezeichneten Werte in eine Spannung voltage0 = (adc0 * gain_conversion_factor); voltage1 = (adc1 * gain_conversion_factor); voltage2 = (adc2 * gain_conversion_factor); voltage3 = (adc3 * gain_conversion_factor); // Ausgabe der Werte auf die serielle Schnittstelle Serial.print("Analog Eingang 0: "); Serial.print(voltage0);Serial.println("mV"); Serial.print("Analog Eingang 1: "); Serial.print(voltage1);Serial.println("mV"); Serial.print("Analog Eingang 2: "); Serial.print(voltage2);Serial.println("mV"); Serial.print("Analog Eingang 3: "); Serial.print(voltage3);Serial.println("mV"); Serial.println("------------------------"); delay(1000);} </pre> '''Beispielprogramm Download:''' [[Medium:KY-053-AnalogDigitalConverter.zip|KY-053-AnalogDigitalConverter.zip]] '''Anschlussbelegung Arduino:''' {| style="height: 58px; padding-left: 30px;" width="228"|-||VDD||=||[Pin 5V]|-||GND||=||[Pin GND]|-||SCL||=||[Pin SCL]|-||SDA||=||[Pin SDA]|-||ADDR||=||[N.C.]|-||ALRT||=||[N.C.]|-||A0||=||[Messspitze Analog 0]|-||A1||=||[Messspitze Analog 1]|-||A2||=||[Messspitze Analog 2]|-||A3||=||[Messspitze Analog 3]|} ==Codebeispiel Raspberry Pi==Das Programm nutzt zur Ansteuerung des BMP180, der auf diesem Sensor-Modul verbaut ist, die entsprechenden BMP085/180 und I2C Python-Libraries der Firma Adafruit. Diese wurden unter dem folgenden [https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_BMP Link] unter der [https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_ADS1x15/blob/master/LICENSE MIT OpenSource-Lizenz] veröffentlicht. Die benötigten Libraries sind im unteren Download-Paket enthalten. Das Programm startet die MEssung am Sensor und gibt die gemessenen Wete für die . Damit der Raspberry Pi mit dem Sensor auf dem I2C-Bus kommunizieren kann, muss vorab die I2C-Funktion beim Raspberry Pi aktiviert werden. Hierzu müssen folgende Zeilen am Ende der Datei "/boot/config.txt" hinzugefügt werden: ''dtparam=i2c_arm=on'' Die Datei kann mit folgenden Befehl editiert werden: <pre class="brush:bash">sudo nano /boot/config.txt</pre> Mit der Tastenfolge [Strg+X -> Y -> Enter] kann die Datei, nach dem hinzufügen der Zeile am unteren Ende, gespeichert und geschlossen werden. Außerdem werden zusätzliche Bibliotheken benötigt, um I2C innerhalb Python nutzen zu können. Um diese zu installieren muss folgender Befehl in die Konsole eingegeben werden: <pre class="brush:bash">sudo apt-get install python-smbus i2c-tools -y</pre> Hiernach kann das folgende Python-Code Beispiel verwendet werden: <pre class="brush:py">##!/usr/bin/python# coding=utf-8 ################################################################################################################ Copyright by Joy-IT### Published under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported License### Commercial use only after permission is requested and granted###### KY-053 Analog Digital Converter - Raspberry Pi Python Code Example################################################################################################################ # Dieser Code nutzt die ADS1115 und die I2C Python Library fuer den Raspberry Pi# Diese ist unter folgendem Link unter der BSD Lizenz veroeffentlicht# [https://github.com/adafruit/Adafruit-Raspberry-Pi-Python-Code]from Adafruit_ADS1x15 import ADS1x15from time import sleep # Weitere benoetigte Module werden importiert und eingerichtetimport time, signal, sys, osimport RPi.GPIO as GPIOGPIO.setmode(GPIO.BCM)GPIO.setwarnings(False) # Benutzte Variablen werden initialisiertdelayTime = 0.5 # in Sekunden # Adresszuweisung ADS1x15 ADC ADS1015 = 0x00 # 12-bit ADCADS1115 = 0x01 # 16-bit # Verstaerkung (Gain) wird ausgewaehltgain = 4096 # +/- 4.096V# gain = 2048 # +/- 2.048V# gain = 1024 # +/- 1.024V# gain = 512 # +/- 0.512V# gain = 256 # +/- 0.256V # Abtasterate des ADC (SampleRate) wird ausgewaehlt# sps = 8 # 8 Samples pro Sekunde# sps = 16 # 16 Samples pro Sekunde# sps = 32 # 32 Samples pro Sekundesps = 64 # 64 Samples pro Sekunde# sps = 128 # 128 Samples pro Sekunde# sps = 250 # 250 Samples pro Sekunde# sps = 475 # 475 Samples pro Sekunde# sps = 860 # 860 Samples pro Sekunde # ADC-Channel (1-4) wird ausgewaehltadc_channel_0 = 0 # Channel 0adc_channel_1 = 1 # Channel 1adc_channel_2 = 2 # Channel 2adc_channel_3 = 3 # Channel 3 # Hier wird der ADC initialisiert - beim KY-053 verwendeten ADC handelt es sich um einen ADS1115 Chipsatzadc = ADS1x15(ic=ADS1115) Button_PIN = 24GPIO.setup(Button_PIN, GPIO.IN, pull_up_down = GPIO.PUD_UP) ############################################################################################################# # ######### Hauptprogrammschleife# ######### Das Programm liest die aktuellen Werte der Eingang-Pins# und gibt diese in der Konsole aus try: while True: #Aktuelle Werte werden aufgenommen adc0 = adc.readADCSingleEnded(adc_channel_0, gain, sps) adc1 = adc.readADCSingleEnded(adc_channel_1, gain, sps) adc2 = adc.readADCSingleEnded(adc_channel_2, gain, sps) adc3 = adc.readADCSingleEnded(adc_channel_3, gain, sps) # Ausgabe auf die Konsole print "Messwert Channel 0:", adc0, "mV " print "Messwert Channel 1:", adc1, "mV " print "Messwert Channel 2:", adc2, "mV " print "Messwert Channel 3:", adc3, "mV " print "---------------------------------------" # Reset + Delay button_pressed = False time.sleep(delayTime) except KeyboardInterrupt: GPIO.cleanup()</pre> '''Anschlussbelegung Raspberry Pi:''' {| style="height: 222px; padding-left: 30px;" width="657"|-||VDD||=||3,3V||[Pin 01]|-||GND||=||Masse||[Pin 06]|-||SCL||=||GPIO03 / SCL||[Pin 05]|-||SDA||=||GPIO02 / SDA||[Pin 01]|-||ADDR||=||N.C.||[-]|-||ALRT||=||N.C.||[-]|-||A0||=||Messspitze Analog 0||[Zu messende Spannung | z.B. Sensorausgang]|-||A1||=||Messspitze Analog 1||[Zu messende Spannung | z.B. Sensorausgang]|-||A2||=||Messspitze Analog 2||[Zu messende Spannung | z.B. Sensorausgang]|-||A3||=||Messspitze Analog 3||[Zu messende Spannung | z.B. Sensorausgang]|}'''Beispielprogramm Download''' [[Medium:KY-053_RPi_AnalogDigitalConverter.zip|KY-053_RPi_AnalogDigitalConverter.zip]] Zu starten mit dem Befehl: <pre class="brush:bash">sudo python KY-053_RPi_AnalogDigitalConverter.py</pre> ==Erweiterte Funktionen des ADS1115 ADC==Die Funktion des ADS1115, die in den oben aufgezeigten Codebeispielen zur Verwendung kommt, nennt sich "Single Ended Conversion" und besagt, dass eine Messung am einzelnen ausgewählten Kanal gegen Masse erfolgt. Neben dieser Art von Messung besitzt der ADS1115 ADC auch z.B. die Funktion der differentiellen Messung, sodass eine Differenz-Spannung zwischen zwei Eingängen gemessen wird (Beispiel: Spannung zwischen A0 und A1).Zusätzlich zur Singe-Ended Messung lässt sich auch die Comparator Funktion aktivieren, welche erst ein Messergebnis liefert, wenn eine Spannungsschwelle überschritten wird. Diese Funktionen und Funktionen, wie z.B. die Änderung der Abstastrate (Samplerate), sind in den Adafruit Libraries zur Konfiguration einprogrammiert - Näheres finden Sie in der Dokumentation der Adafruit Libraries.
