Jak wykonać odczyty analogowe na Raspberry Pi: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Cześć wszystkim! W tym samouczku pokażę, jak możemy bezpośrednio przechwytywać wartości analogowe za pomocą Raspberry Pi. Jak wszyscy wiemy, Raspberry Pi to dość potężny minimoduł komputerowy, który jest popularny wśród hobbystów i profesjonalistów i ma prawie wszystkie funkcje, których potrzebuje każdy entuzjasta elektroniki. Jednak jedyną wadą pi jest brak dedykowanego sprzętu konwertera analogowo-cyfrowego, co sprawia, że Pi nie nadaje się do bezpośredniego rejestrowania wartości analogowych z dowolnego czujnika. Rozwiązaniem jest użycie Arduino w połączeniu z Pi lub użycie dedykowanego ADC. W tym projekcie będę używał przetwornika ADC MCP3204-12 bit.

Kieszonkowe dzieci

• Raspberry Pi (możesz użyć dowolnego dostępnego modelu)
• MCP3204 ADC lub MCP3008 ADC
• Czujnik analogowy (zamiast tego używam potencjometru 10K)
• Deska do krojenia chleba
• Przewody połączeniowe

Krok 1: Pobieranie wartości z Arduino zamiast…

Jedną z alternatyw, aby uzyskać wartości analogowe do raspberry pi, jest użycie arduino, które ma dedykowany 10-bitowy ADC. Arduino i Raspberry Pi mogą komunikować się przez port szeregowy w celu przesyłania informacji. Ta metoda może być używana, gdy eksperymentujesz z niektórymi danymi z czujników, a jednocześnie chcesz wykorzystać moc przetwarzania Pi. Wadą tej konfiguracji jest to, że będziesz wykorzystywać więcej zasobów sprzętowych, a także będziesz musiał pisać oddzielne kody dla arduino i Pi.

Krok 2: Korzystanie z ADC…

Alternatywą dla Arduino jako ADC jest użycie dedykowanego układu ADC, który służy temu samemu celowi. W tym projekcie będę używał układu MCP3204 IC, który jest 4-kanałowym 12-bitowym przetwornikiem ADC, który może komunikować się z Raspberry Pi za pomocą protokołu SPI. Do celów demonstracyjnych Foe Będę używał IC w trybie 10 bitowym.

Dołączyłem pinout tego układu scalonego pokazujący opis pinów.

Krok 3: Łączenie Raspberry Pi i ADC

Teraz, gdy mamy już posortowany sprzęt, przejdźmy do schematu połączeń ADC i Pi.

Raspberry Pi miało 2 interfejsy SPI: SPI0 i SPI1. W naszej aplikacji będziemy używać SPI0 i będziemy używać fizycznego (lub sprzętowego) SPI, w którym podłączymy ADC do określonych styków sprzętowych SPI Pi

Załączyłem pinout Pi i schemat obwodu, którego użyłem w projekcie

Schemat połączenia jest następujący:

• VDD(Pin14) i Vref(Pin13) ADC do zasilania 5V Pi
• DGND(Pin7) i AGND(Pin12) ADC do masy Pi
• CLK (Pin11) ADC do GPIO 11 (fizyczny pin 23) Pi
• Dout (Pin10) ADC do GPIO 9 (fizyczny pin 21) Pi
• Din (Pin 9) ADC do GPIO 10 (fizyczny pin 19) Pi
• Chip Select (Pin 8) ADC do GPIO 8 (fizyczny pin 24) Pi

Krok 4: Końcowa konfiguracja i kod

Teraz, gdy wszystkie połączenia zasilania i komunikacji zostały wykonane, nadszedł czas, aby podłączyć dowolny czujnik, którego wartość chcemy zobaczyć. Używam potencjometru 10K jako czujnika.

Kody zostały napisane w dwóch częściach, pierwszy kod dotyczy w zasadzie konfiguracji bibliotek, włączenia komunikacji SPI, a następnie pobrania wartości ADC z MCP3204, a następnie wydrukowania jej na terminalu Pythona.

Drugi kod jest bardziej interaktywny i tworzy wykres danych w czasie rzeczywistym, które pochodzą z czujnika.

Możesz bawić się kodem i dostosować go do swoich potrzeb.

Krok 5: Film instruktażowy

To jest film opisujący szczegółowo wszystkie niezbędne kroki do realizacji tego projektu. Mam nadzieję, że to było pomocne!