ADS1115 16-Bit 4 Kanal ADC Modülü

ADS1115, Texas Instruments tarafından üretilen 16 bit çözünürlüklü, I2C haberleşmeli bir analog dijital dönüştürücü (ADC) entegresidir. Bu modül dört adet tekil uçlu veya iki adet diferansiyel analog giriş kanalını yüksek çözünürlükte dijital veriye çevirir ve sonucu I2C hattı üzerinden mikrodenetleyiciye aktarır. Arduino ve ESP32 gibi kartların dahili ADC'leri genellikle 10-12 bit ile sınırlıyken, Raspberry Pi'de ise dahili ADC hiç bulunmazken, ADS1115 16 bit çözünürlük ve programlanabilir kazanç amplifikatörü sayesinde milivolt seviyesindeki küçük gerilim farklarını bile hassas biçimde ölçmeye imkan tanır. Yük hücresi, sıcaklık sensörü ve akım sensörü gibi düşük seviyeli analog sinyallerin doğru okunması gereken projelerde tercih edilir. Modül, I2C hattı üzerinden yalnızca iki hat (SCL ve SDA) ile bağlanabildiği için pin sayısı kısıtlı mikrodenetleyici kartlarında ve breadboard üzerindeki prototip çalışmalarında da kolayca kullanılabilir.

Teknik Özellikler

Öne Çıkan Özellikler

• 16 bit çözünürlük sayesinde standart mikrodenetleyici ADC girişlerine göre çok daha hassas ölçüm yapılabilir.
• Dahili programlanabilir kazanç amplifikatörü ile ±0,256V'tan ±6,144V'a kadar 6 farklı tam skala aralığı seçilerek küçük sinyaller devrenin geri kalanına dokunmadan yükseltilerek ölçülebilir.
• I2C arayüzü ve ADDR pinine bağlı 4 farklı adres seçeneği sayesinde aynı hatta birden fazla modül bağlanabilir.
• 8 SPS ile 860 SPS arasında programlanabilir örnekleme hızı, hem yüksek hassasiyet hem de hızlı ölçüm ihtiyacına göre ayarlanabilir.
• Dahili karşılaştırıcı ve ALERT/RDY pini sayesinde mikrodenetleyiciyi sürekli meşgul etmeden eşik tabanlı uyarı üretilebilir.
• 2,0V - 5,5V geniş besleme aralığı sayesinde hem 3,3V hem 5V lojik seviyeli sistemlerle uyumlu çalışır.
• Tek seferlik veya sürekli dönüşüm modu seçilerek hem düşük güç tüketimli anlık ölçüm hem de kesintisiz izleme senaryoları desteklenir.

Kullanım Alanları

• Yük hücresinden gelen milivolt seviyesindeki gerilim farkını diferansiyel giriş ve PGA kazancı ile yükselterek dijital tartı ve endüstriyel ağırlık ölçüm sistemlerinde kullanmak.
• Termokupl veya benzeri düşük seviyeli sıcaklık sensörlerinin çıkışını yükselterek hassas sıcaklık takibi yapmak.
• Akım sensöründen gelen küçük analog gerilim farkını yüksek çözünürlükte örnekleyip akü veya motor akımını izlemek.
• Güneş paneli veya akü gerilimini bir gerilim bölen üzerinden ölçüp şarj kontrol sisteminde kullanmak.
• Potansiyometre veya referans kaynağından gelen analog gerilimi yüksek hassasiyetle okuyarak kalibrasyon düzeneklerinde kullanmak.
• pH veya iletkenlik sensörlerinin ürettiği küçük analog sinyalleri dijitalleştirip su kalitesi izleme sistemlerinde kullanmak.
• Basınç sensöründen gelen düşük genlikli analog çıkışı yükselterek hidrolik veya pnömatik sistemlerde basınç değerini takip etmek.

Bağlantı ve Kullanım

Modülün VDD ve GND pinleri mikrodenetleyicinin besleme ve toprak hattına, SCL ve SDA pinleri ise sırasıyla mikrodenetleyicinin I2C saat ve veri hatlarına bağlanır. ADDR pini GND, VDD, SDA veya SCL hatlarından birine bağlanarak dört farklı I2C adresinden biri seçilir; bu sayede aynı I2C hattına birden fazla ADS1115 modülü eklenebilir. Ölçülecek analog sinyal A0-A3 giriş pinlerinden birine, diferansiyel ölçümde ise iki pime birden uygulanır ve PGA kazancı ile örnekleme hızı yazılım tarafında ilgili kütüphane fonksiyonlarıyla ayarlanır. Arduino ortamında Wire kütüphanesi ve modüle uygun bir ADS1115 sürücü kütüphanesi kullanılarak kayıt adresleri üzerinden PGA, örnekleme hızı ve dönüşüm modu kod ile değiştirilebilir. I2C hattında harici pull-up direnci bulunmuyorsa hattın güvenilir çalışması için SDA ve SCL üzerine 4,7 kΩ ile 10 kΩ arasında pull-up dirençleri eklenmesi önerilir. ALERT/RDY pini kullanılırsa dönüşüm tamamlandığında veya tanımlı eşik aşıldığında mikrodenetleyiciye kesme sinyali üretilebilir. Örneğin A0 ve A1 pinleri arasında diferansiyel ölçüm yapılandırıldığında iki hat arasındaki gerilim farkı doğrudan okunur; bu yöntem yük hücresi gibi köprü devrelerinde ortak mod gürültüsünü azaltarak daha kararlı sonuç verir.

Paket İçeriği

• 1 adet ADS1115 16-Bit ADC modülü
• Header pinler (lehimlenmeden gönderilebilir; kartın kendi pin sıralarına ihtiyaca göre lehimlenmesi gerekir)

Dikkat Edilmesi Gerekenler

• VDD pinine 2,0V - 5,5V aralığı dışında gerilim uygulanması entegreye kalıcı zarar verebilir.
• Seçilen PGA kazanç ayarına göre giriş gerilim aralığının VDD değerini aşmamasına dikkat edilmelidir; aksi halde ölçüm hatalı olabilir veya giriş koruma devreleri devreye girebilir.
• Aynı I2C hattında birden fazla modül kullanılacaksa ADDR pin bağlantılarının her modül için farklı bir adres oluşturacak şekilde ayarlandığından emin olunmalıdır.
• I2C hattı uzun kablolarla çekilecekse sinyal bütünlüğünü korumak için hat uzunluğuna, kablo kapasitansına ve pull-up direnç değerine dikkat edilmelidir; gerekirse daha düşük I2C hızı seçilmelidir.
• Kullanılmayan analog giriş pinleri boşta bırakılmamalı, diferansiyel modda kullanılmıyorsa negatif giriş ucu GND'ye bağlanmalıdır.
• Bazı üçüncü parti modül varyantlarında fabrika çıkışında monte edilmiş pull-up dirençlerinin değeri farklılık gösterebilir; aynı hatta birden fazla modül varsa dirençlerin çakışıp çakışmadığı kontrol edilmelidir.