ゲインがプログラムで調整できるADコンバータがあるなんて！

というわけで、そんな夢のようなデバイスADS1115を試してみました。

差分を測定する用途に向いているもので、ひずみゲージとかのデータを取り込むのに良いと思います。

データシートの詳細はこちら

ADS1115 のデータシート、製品情報、およびサポート | TI.comTI の ADS1115 は PGA (プログラマブル・ゲイン・アンプ) と発振器と VREF とコンパレータと I2C 搭載、16 ビット、860SPS、4 チャネル・デルタ・シグマ ADC です。パラメータ、購入、品質に関する情報の検索

www.ti.com

今回は急ぎだったのでAmazonから購入。

似たようなモジュールがたくさん出てきますが、偽物？も多いので選ぶのが難しい。

Arduinoのライブラリがあるので、それを使いました。

使用したライブラリ

GitHub - adafruit/Adafruit_ADS1X15: Driver for TI's ADS1015: 12-bit Differential or Single-Ended ADC with PGA and ComparatorDriver for TI's ADS1015: 12-bit Differential or Single-Ended ADC with PGA and Comparator - adafruit/Adafruit_ADS1X15

github.com

ArduinoとADS1115の配線は下記のようにしました。

AIN0とAIN1に信号線をつなげて差分を取ります。

ADDRピンは繋ぐところによって4つのアドレスを選択できるのですが、今回はGNDに接続しました（0x48）。

今回の配線で躓いたポイントは、サンプルプログラム「continuous」を使用した場合、ADS1115のALERT/RDYとArduinoのD3を接続しないと安定してデータが取れなかったことです。（スケッチのコメントにはちゃんと書いてる…）

他のサンプルプログラムだと繋がなくても問題ありません。

実物の写真はこちら。

データの取得はサンプルプログラム「continuous」を使用しました。

一部書き換えたところがあるので、メモしておきます。

デバイスの指定と、ゲインの設定をコメントアウトしました。

あとはディレイを1000から100に変更しました。

#include <Adafruit_ADS1X15.h>

Adafruit_ADS1115 ads; /* Use this for the 16-bit version */

//Adafruit_ADS1015 ads; /* Use this for the 12-bit version */

// Pin connected to the ALERT/RDY signal for new sample notification.

constexpr int READY_PIN = 3;

// This is required on ESP32 to put the ISR in IRAM. Define as

// empty for other platforms. Be careful - other platforms may have

// other requirements.

#ifndef IRAM_ATTR

#define IRAM_ATTR

#endif

volatile bool new_data = false;

void IRAM_ATTR NewDataReadyISR() {

new_data = true;

}

void setup(void)

{

Serial.begin(9600);

Serial.println("Hello!");

Serial.println("Getting differential reading from AIN0 (P) and AIN1 (N)");

Serial.println("ADC Range: +/- 6.144V (1 bit = 3mV/ADS1015, 0.1875mV/ADS1115)");

// The ADC input range (or gain) can be changed via the following

// functions, but be careful never to exceed VDD +0.3V max, or to

// exceed the upper and lower limits if you adjust the input range!

// Setting these values incorrectly may destroy your ADC!

// ADS1015 ADS1115

// ------- -------

// ads.setGain(GAIN_TWOTHIRDS); // 2/3x gain +/- 6.144V 1 bit = 3mV 0.1875mV (default)

// 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

if (!ads.begin()) {

Serial.println("Failed to initialize ADS.");

while (1);

}

pinMode(READY_PIN, INPUT);

// We get a falling edge every time a new sample is ready.

attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(READY_PIN), NewDataReadyISR, FALLING);

// Start continuous conversions.

ads.startADCReading(ADS1X15_REG_CONFIG_MUX_DIFF_0_1, /*continuous=*/true);

}

void loop(void)

{

// If we don't have new data, skip this iteration.

if (!new_data) {

return;

}

int16_t results = ads.getLastConversionResults();

Serial.print("Differential: "); Serial.print(results); Serial.print("("); Serial.print(ads.computeVolts(results)); Serial.println("V)");

new_data = false;

// In a real application we probably don't want to do a delay here if we are doing interrupt-based sampling, but we have a delay

// in this example to avoid writing too much data to the serial port.

delay(100);

}

シリアルモニターで確認した様子がこちら。

あとはこれを実用的な内容に少し書き換えれば、自由にデータが取得できます。

一応簡単な動作確認はできたので、このあと本格的な実験を行う予定です。

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ArduinoでADS1115からデータ取得