Jak provádět analogová měření na Raspberry Pi: 5 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Ahoj všichni! V tomto tutoriálu vám ukážu, jak můžeme přímo zachytit analogové hodnoty pomocí Raspberry Pi. Jak všichni víme, Raspberry Pi je docela výkonný mini počítačový modul, který je populární mezi fandy a profesionály a má téměř všechny funkce, které každý elektronický nadšenec chce. Jedinou nevýhodou pí je však nedostatek vyhrazeného hardwaru převodníku analogových a digitálních signálů, což činí Pi nevhodným pro přímé nahrávání analogových hodnot z jakéhokoli snímače. Řešením je buď použít Arduino ve spojení s Pi, nebo použít vyhrazený ADC. Pro tento projekt budu používat MCP3204-12 bit ADC.

Zásoby

• Raspberry Pi (můžete použít jakýkoli model, který máte k dispozici)
• MCP3204 ADC nebo MCP3008 ADC
• Analogový senzor (místo toho používám 10K potenciometr)
• Prkénko
• Propojovací dráty

Krok 1: Místo toho vezměte hodnoty z Arduina…

Jednou z alternativ, jak získat analogové hodnoty k malinovému pi, je použít arduino, které má vyhrazený 10bitový ADC. Arduino a Raspberry Pi mohou komunikovat přes sériový port a přenášet informace. Tuto metodu lze použít, když experimentujete s některými daty senzoru a současně chcete využít výpočetní výkon Pi. Nevýhodou této konfigurace je, že byste využívali více hardwarových prostředků a museli byste také psát samostatné kódy pro arduino a Pi.

Krok 2: Použití ADC

Alternativou k použití Arduina jako ADC je použití vyhrazeného ADC IC, který slouží stejnému účelu. Pro tento projekt budu používat IC MCP3204, což je 4kanálový 12bitový ADC, který může komunikovat s Raspberry Pi pomocí protokolu SPI. Pro demonstrační účely nepřítele Budu používat IC v 10bitovém režimu.

Připojil jsem pinout tohoto IC zobrazující popis pinů.

Krok 3: Propojení Raspberry Pi a ADC

Nyní, když máme náš hardware seřazený, pojďme se podívat na schéma připojení ADC a Pi.

Raspberry Pi měl 2 rozhraní SPI: SPI0 a SPI1. Pro naši aplikaci bychom používali SPI0 a budeme používat fyzické (nebo hardwarové) SPI, kde připojíme ADC ke konkrétním hardwarovým SPI pinům Pi

Připojil jsem Pinout Pi a schéma zapojení, které jsem použil v projektu

Schéma připojení je následující:

• VDD (Pin14) a Vref (Pin13) ADC na 5V napájení Pi
• DGND (Pin7) a AGND (Pin12) ADC na zem Pi
• CLK (Pin11) z ADC na GPIO 11 (fyzický pin 23) Pi
• Dout (Pin10) z ADC na GPIO 9 (fyzický pin 21) Pi
• Din (Pin 9) z ADC na GPIO 10 (fyzický pin 19) Pi
• Výběr čipu (pin 8) z ADC na GPIO 8 (fyzický pin 24) Pi

Krok 4: Konečné nastavení a kód

Nyní, když byla provedena všechna napájecí a komunikační připojení, je čas připojit jakýkoli senzor, jehož hodnotu chceme vidět. Jako čidlo používám 10K potenciometr.

Kódy byly napsány ve dvou částech, první kód je do značné míry o nastavení knihoven, povolení komunikace SPI a poté získání hodnoty ADC z MCP3204, poté vytištění na terminálu pythonu.

Druhý kód je interaktivnější a vytváří graf dat v reálném čase, které přicházejí ze senzoru.

Můžete si pohrát s kódem a přizpůsobit ho vašim potřebám.

Krok 5: Instruktážní video

Toto je video, které podrobně popisuje všechny nezbytné kroky k implementaci tohoto projektu. Doufám, že to bylo užitečné!