WisBlock Interface RAK16001 Модуль АЦП ADS7830 8-канальный

Модуль аналого-цифрового преобразователя RAK16001 WisBlock Interface ADC ADS7830 Module входит в серию продуктов модульного конструирования цифровой программируемой платформы WisBlock, ориентированной на создание быстрособираемых систем сверхкомпактного электронного оборудования с низким энергопотреблением, обладающих возможностью последующей модернизации с применением метода произвольного реконфигурирования аппаратной или программной части. Платформа WisBlock уверенно демонстрирует себя надёжной и одновременно низкозатратной опорой для лёгкого, быстрого, и качественного решения множества задач в области развития и интеграции современных IoT-технологий.

Поддерживаемая разработчиками и мировым сообществом, платформа имеет внушительный спектр функциональности, и прекрасно подходит для воспроизводства различных устройств от единичного количества до серийных масштабов. Модульная система WisBlock охватывает популярные стандарты беспроводной радиопередачи на короткие и длинные расстояния, а также всецело совместима с облачными технологиями. Полностью открытая для изучения, платформа WisBlock предоставляет возможности проектирования и встраивания индивидуальных модулей. Среди прочих выгодных достоинств, платформа WisBlock располагает управляемой системой питания, определяющей наиболее эффективное расходование энергоресурсов автономных приложений. Модульная система WisBlock охватывает популярные стандарты беспроводной радиопередачи на короткие и длинные расстояния, а также всецело совместима с облачными технологиями.

Технические характеристики

• Модель: RAK16001_VC WisBlock Interface ADC Expansion Module (SKU: 100068)
• Напряжение питания: 3.3В DC
• Потребляемая мощность: 0.18 ~ 0.68 мВт
• Чип преобразователя АЦП: ADS7830 Texas Instruments
• Разрядность: 8 бит (значения 0-255)
• Интегрированное опорное напряжение: 2.5 В
• Диапазон измерений: 0-3.3В, программируемый
• Количество аналоговых каналов: 8 односторонних или 4 дифференциальных
• Частота дискретизации
  • Высокоскоростной режим SCL=3.4МГц: 70кГц
  • Быстрый режим SCL=400кГц: 10кГц
  • Стандартный режим SCL=100кГц: 2.5кГц
• Интерфейс: I2C/IIC, ADC
• Аппаратный адрес: 0х48h по умолчанию
• Температура эксплуатации: -40°С ~ +80°С
• Размер 35 х 25 мм

Модуль RAK16001 воспроизведён на чипе мультиканального 8-битного аналого-цифрового преобразователя (АЦП) ADS7830 от Texas Instruments. Встроенный в чип мультиплексор располагает 8-ю входами (каналами) для измерения униполярного или биполярного аналогового напряжения. Каналы модуля с АЦП могут быть использованы раздельно друг от друга, либо объединены в 4 дифференциальных канала. Выбор соответствующего рабочего режима применяется сразу ко всем имеющимся входам мультиплексора. Совмещение аналоговых входов в дифференциальные каналы осуществляется последовательно, от первого и до последнего. "Условно первый" канал будет включать 1 и 2 аналоговые входы, "условной второй" сформируется из 3 и 4 входов аналогового напряжения, и так далее: 5+6 и 7+8. Иной порядок объединения входов в дифференциальные каналы не предусматривается.

Ключевым аргументом в процессе преобразования является значение опорного напряжения, не превышающее величину фактического напряжения питания платы RAK16001. Этим значением устанавливается верхняя планка измеряемого диапазона аналогового напряжения. Запитываемая от управляемого через модуль WisCore 3-вольтового напряжения, микросхема АЦП ADS7830 RAK16001 выполняет измерение входного напряжения в любом диапазоне от 0 до 3.3В, и преобразует полученный результат в пропорциональное 8-битное цифровое значение от 0 до 255, доступное для считывания вычислительному блоку WisBlock Core c программируемым контроллером через аппаратную шину последовательной связи I2C/IIC. В состоянии дифференциальных каналов чипом АЦП вычисляется величина напряжения, составляющая разницу между потенциалами двух входных линий. Каждая линия в дифференциальном канале может программно получать статус плюсовой +IN или минусовой -IN.

В чип ADS7830 интегрирован источник чистого опорного напряжения 2.5В, который обладает наименьшим уровнем электрических шумов относительно помех в сигнале внешнего источника. Он позволяет получать на выходе преобразователя гораздо более точные цифровые значения результатов сравнения с аналоговым напряжением во входных каналах. RAK16001 WisnBlock ADC Interface поддерживает 4 режима сверхмалого энергопотребления, с возможностью управления настройками функционирования внутреннего источника опорного напряжения 2.5В и АЦ-преобразователя.

Функциональное определение выводов 40-контактного разъёма модуля АЦП ADS7830 RAK16001 WisInterface

• NC - нет подключения
• 3V3_S - 3.3-вольтовое напряжение питания, управляемое ядром WisBlock Core
• GND - общий, заземление
• I2C_SDA — сигнал данных шины I2C/IIC
• I2C_SCL — сигнал тактирования шины I2C/IIC

Адрес обращения к преобразователю по синхронной цифровой шине I2C: 0х48hex, 1001000bin

Образец монтажа

Модуль RAK16001 спроектирован для установки в слот любой базовой платы WisBlock Base, кроме миниатюрной RAK19003 Mini без порта WisIO. Дополнительно для работы с модулем аналого-цифрового преобразователя ADS7830 потребуется процессорный блок WisBlock Core с интегрированным программируемым контроллером. На лицевой стороне RAK16001 и прочих съёмных модулей WisBlock присутствует шелкографическая метка, указывающая на область приложения механического усилия для безопасного извлечения модуля из разъёма. Эта метка находится рядом с коннектором.

На изображении показан способ крепления RAK16001 к верхней стороне RAK5005-O.

Электрическая принципиальная схема RAK16001 ADC Interface WisBlock

Физические размеры, мм

Программное обеспечение

1. Примеры программирования модуля АЦП ADS7830 RAK16001 WisBlock Interface
2. Библиотека RAK16001_ADS7830 для работы с модулем, совместимая с Arduino IDE

Техническая документация

1. Краткое руководство пользователя аналого-цифрового преобразователя ADS7830 RAK16001
2. Спецификация чипа 8-канального 8-битного АЦП ADS7830 Texas Instruments (англ., PDF, Datasheet)
3. Характеристики коннекторов FBB (.PNG)

Полезные ссылки

1. Репозиторий исходного кода WisBlock на сайте GitHub
2. Краткое руководство пользователя системы WisBlock
3. Руководство по дизайну индивидуальных интерфейсных модулей