Arduino ADS1115

Вот подробное описание модуля ADS1115 для Arduino, его технические характеристики, популярные парт-номера и список совместимых плат.

1. Описание

ADS1115 — это прецизионный, маломощный, 16-битный АЦП (аналого-цифровой преобразователь) производства компании Texas Instruments. Он часто используется в проектах на Arduino, когда встроенных 10-битных АЦП становится недостаточно, или когда нужно измерять напряжение выше 5В (с помощью делителя) или измерять дифференциальные сигналы.

Ключевые особенности:

• 16-битное разрешение — позволяет видеть очень малые изменения напряжения (вплоть до 0.007 мВ при малом усилении).
• Программируемый усилитель (PGA) — встроенный усилитель сигнала с коэффициентами 2/3x, 1x, 2x, 4x, 8x, 16x для измерения микросигналов (например, от термопар).
• Интерфейс I2C — для подключения достаточно всего двух проводов (SDA, SCL), доступно 4 возможных I2C адреса (0x48, 0x49, 0x4A, 0x4B) через перемычки ADDR.
• Дифференциальные и одиночные входы — 4 аналоговых входа (A0-A4) могут работать как 4 независимых (single-ended) или как 2 дифференциальные пары.
• Встроенный опорный источник напряжения — не требует внешнего точного источника.
• Чрезвычайно низкое энергопотребление — в режиме ожидания около 0.5 мкА. Отлично подходит для батарейных проектов.

Типичное применение:

• Измерение силы тока (с помощью шунта),
• Измерение температуры (термисторы, RTD, термопары),
• Анализ напряжения батарей,
• Точные датчики (pressure sensors, load cells, pH-метры).
• Чтение датчиков с 0-10В выходом (через делитель).

2. Технические характеристики

| Параметр | Значение | | :--- | :--- | | Разрешение | 16 бит (без потерь) | | Скорость преобразования (samples/s) | 8, 16, 32, 64, 128, 250, 475, 860 | | Программируемый усилитель (PGA) | ±6.144V, ±4.096V, ±2.048V, ±1.024V, ±0.512V, ±0.256V | | Тип резисторов | Sigma-Delta (ΔΣ) | | Интерфейс | I2C (до 3.4 МГц) | | Входной диапазон | V-0.3V до V+0.3V (GND - VCC) | | FSO (Full-Scale Output) | ~20мкВ (при max усилении) | | Собственное энергопотребление | Активный режим: 150 мкА, Ожидание: 0.5 мкА | | Источник опорного напряжения | Встроенный, 2.048 В (используется для сравнения) | | Аналоговые входы | 4 (конфигурируемые как одиночные или дифференциальные) | | Напряжение питания (VCC) | 2.0V – 5.5V | | Логический уровень | Соответствует питанию (рекомендуется 3.3V для Level Shifter) | | Рабочая температура | -40°C до +125°C |

Типичные параметры для Arduino:

• Питается от: 5V (Arduino Uno/Mega/KWQ13), 3.3V (ESP8266, ESP32, STM32)
• I2C адреса по умолчанию: 0x48 (если ножка ADDR не подключена)

3. Популярные Парт-Номера (Part Numbers)

• ADS1115IRUGT — оригинальный микроквалип (QFN), для поверхностного монтажа.
• ADS1115IDGSR — опять QFN.
• ADS1115I / ADC1115 — кeta, часто встречающийся чип.
• ADS1015 — младший собрат (12-битное разрешение), но совместим по пинам и коду (отличаться будет только разрешение).
• MODULE-ADS1115 — готовый модуль на PCB с распаянными выводами и штыревым разъемом. Не путать с "GY-1115", который содержит еще и микропроцессор.

Работаете с оригиналом TI: MDASH ADS1115BRUGT, ADS1115IDGST.

4. Совместимые Модели (Arduino и скетчи)

Arduino (5V / 3.3V):

• Arduino UNO R3 — идеально подходит с I2C пинам A4 (SDA) и A5 (SCL).
• Arduino Nano / Mini — как UNO, открытая периферия.
• Arduino Mega 2560 — I2C на пинах 20 (SDA) и 21 (SCL). Использовать по стандартным адресам.
• Arduino Leonardo — специальный сдвиг? Нет, пины 2 и 3 (SDA,SCL).
• ESP8266 / Wemos D1 mini — 3.3V! Уровни не конфликтуют, нужен Pull-Up на SDA/SCL к 3.3V.
• ESP32 — полностью 3.3V-толерантен на I2C, 16-битная точность доступна две скорости: slow/custom.
• Raspberry Pi / BBC Micro:bit — тоже I2C линия (1), библиотека Adafruit ADS1X15 совместима или хорошо известна.

Библиотеки (для Arduino IDE):

• Adafruit_ADS1X15.h — самая популярная, много примеров, поддерживает ADS1115, ADS1015.
• ADS1115_WE — легкая библиотека от Wolfgang (Ewald).
• Через переключение режимов полная битовая маска – можно управлять через обычный Wire.

5. Подключение (Quad cable simple)

[SENSOR]      
 Adafruit ADS1115  | Arduino UNO
-------------------|--------------
 VCC ()         -->  5V (ограничение: макс 5.5V, лучше 3.3V для AVR)
 GND            -->  GND
 SDA (черный?)  -->  A4 (NANO: A4, Mega: 20)
 SCL            -->  A5 (Mega: 21)
 ADDR           -->  GND (адрес 0x48)
           [ ] ) Not connected

Запуск примера:

1. Установите библиотеку Adafruit ADS1X15 через менеджер библиотек.
2. Откройте Примеры -> Adafruit ADS1X15 -> singleshot или comparAtor.
3. Загрузите.

Возможные проблемы:

• Если не находится по адресу 0x48, попробуйте сначала обновить библиотеку, или дребли с другими адресами (connect ADDR pin separately).
• Если показания сототбливаются FFFFF или 0111 ины, то уровня напряжения выше max Vin — программно выставите диапазон меньше (G=2).ADS11151 чуткий не один, он нужнее всего питания = 5v), но хороший результат от USB.
  
• J Welle советует: "Если все аварийно с батареи (3V) - ставьте к 3.3V, еще лучше ADS for EN-like как ARDUINO+5V."

Вывод платы под каждую модель кроме A-star и её плохого PCB — почти все. Вышеперечисленных моделей да итот огромный.

Успехов с измерением микросигнальной дальности.