最初にこの仕様だけをみても、琴線に触れませんでした。というのも、PICですら現在はAD入力は
ほぼ全端子で可能だし、サンプリング周期も実力で100kHz以上がでます。PICではADCの
分解能は12Bitですが、それだけあれば十分です。16Bitあってもノイズに埋もれるだけだろうな〜。
しかし、ただ１つ琴線に触れました。
１個２００円で送料無料！
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とりあえず買ってみましょう！
ちょっと Tea Time!? 安いADCボードはどうかな？(ADC1115) 2024.11.16
夜な夜な寝床でALIを眺めていたら、安いADCボードが目にとまりました。
ADS1115というICをつかったADCです。
主な仕様は ４ｃｈ入力で１６Ｂｉｔ分解能。ΔΣでサンプリング周期は最大で900Hz程度。
最初にこの仕様だけをみても、琴線に触れませんでした。というのも、PICですら現在はAD入力は
ほぼ全端子で可能だし、サンプリング周期も実力で100kHz以上がでます。PICではADCの
分解能は12Bitですが、それだけあれば十分です。16Bitあってもノイズに埋もれるだけだろうな〜。
しかし、ただ１つ琴線に触れました。
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ブツ到着！
注文してから４日後にとど行きました。こりゃDIGIKEYも真っ青です。
ちなみにDIGIKEYだとほぼ３日後に到着します。月曜日中に注文すれば、
木曜日には到着する感じです。
ALIにしては比較的早く到着しました。
中身はこんな感じです。
ADS1115って、案外使えるかも？
あたらめてADS115のデータシートを眺めてみました。
ads1115.pdf
どうやら、正負電圧が入力できそうです。
こんな特長があるようです。
PICの場合だと、正電圧入力しかできませんので、負電圧を測定しようとすれば
外部に付属回路が必要です。単電源で動作するADCで負電圧が測定できるのは
便利で、そういえば以前にADS8685なるADCをつかったことがありました。
ADS8685は16Bit分解能で正負電圧入力、かつ高速ですが、流石に１個１０００円を
超えるので、手軽には使えないです。
どうやって動かすかな？
インターフェイスはI2Cで動かすようです。
そして、そのアドレスですが、ADRSピンの接続で変更できます。
ADRSをGNDに接続すれば、I2Cアドレスは0ｘ90になります。
クロック速度は3.4MHzまでいけそうですので、かなり高速で通信できます。
といっても、サンプル速度が遅いのであまりメリットはないのですが、
周辺のI2Cデバイス速度が早くても、ついていけるのはいいことですね。
I2Cデータは16Bit
いつも使うI2Cデバイスは８ビットデータですが、ADS1115では16Bitで扱うようです。
すなわち、I2Cの並びは下記のようになります。
書き込み時
I2Cアドレス（7Bit+"0"）＋レジスタ（８ビット）＋データWRITE（１６Bit:8bitx2）
読み出し時
I2Cアドレス（7Bit+"0"）＋レジスタ（８ビット）＋I2Cアドレス（7Bit+"1"）＋データREAD（１６Bit:8bitx2）
レジスタは
００：データ（AD変換値）
０１：AD設定
１０：L閾値
１１：H閾値
となりますが、コンパレータ機能はあまりつかうことはないでしょうから、１０および１１は無視です。
重要なのは「０１：AD設定」ですが、ほとんどデフォルトでいけそうなので、とりあえずそれで動かせば
いいでしょう。デフォルトではAN0、AN1の差動入力、±2.048Vレンジ、サンプル周期128Hzです。
唯一デフォルトのままでは問題と思われるのはMODE(Bit8)です。
デフォルトだとパワーダウンモードになるので、”０”に変更して、連続変換モードにしておく必要がありそうです。
あるじゃん！
データシートをめくっていくと、Quickstart Guideがありました。
まずは使ってみるための、手引きがあるじゃん！
これがあると、初めて使う分には便利ですね！
で、これを読み解くと、レジスタ１のＡＤ設定(Config Reg)は
１０００ ０１００ １０００ ００１１
です。デフォルトでない部分は赤字になっています。デフォルトでないのでは、MODEだけで、
ここを連続変換である”０”に変更しておくようです。この場合の入力はAIN0が＋、AIN1が−
の差動入力になっていますので、シングルエンドにするために、.AD設定は
１１００ ０１００ １０００ ００１１
にしておきます。
動かしてみましょう！
使い方がわかったところで、早速動かしてみましょう。
I2Cのコントローラには現在デバッグ中の基板をつかって、その基板の動作確認も兼ねます。
ADC基板のADRSはGNDに接続しているので、アドレスは0ｘ90です。
入力には±6.3mVで１Hzの信号を加えています。かなり小さいです。
というのも16Bit分解能の実力を見るためです。
QVGAの表示は１Bitが１pixeになるような分解能で表示させました。
QVGAの表示上（±100)では±6.25mVのレンジになります。
ADRSはGNDに接続しているので、ADRS=0x90になります。
I2Cコントローラと接続して動作させています。
そして、ソフトを組んで動作させてみます。
生信号をオシロでみると、かなりノイズが入っていますが、このADCのサンプリング周波数が低いこともあり、
かなり平滑化が効いているようです。
12BitADCなら、±2.048Vの入力レンジでは分解能は1mVにしかなりませんが、
フルスケール±6.25mVの信号振幅で正弦波らしい信号が観察されていますから、
16Bitは伊達ではないようです。
±6.3mVで１Hzの信号を入れて計測しています。
結論
安価なAD1115をつかったADCボードを試してみました。サンプル速度はそれほど高くありませんが、
4ch入力でもあり、正負入力ができるので案外つかいやすいかもしれません。
備考（個人的な備忘録）
I2Cでのデータやり取りはデータが１６Bitになるので、.従来のサブルーチンはやや修正必要。
データ読み取り時はNACKになり、マスタ側からSDA＝Lを送信する必要もあります。
（おしまい）