ADS1115 meistern: Eigenschaften, Pinouts und Arduino-Integrationsleitfaden

Arbeiten Sie mit Automobil-Elektronik, hochpräziser Instrumentierung oder anderen hochpräzisen Messungen? Benötigen Sie ein zuverlässiges Gerät, das Analog- in Digitalwerte umwandelt, verstärkt und die Genauigkeit erhöht? Dann ist der ADS1115 genau das Richtige.

Dieser Artikel gibt Ihnen einen hervorragenden Einstieg, wenn Sie neu bei diesem Niedrigleistungsgerät sind.

Sie erfahren mehr über: Was es ist, Pin-Konfiguration, Funktionsprinzip, Anbindung und mehr.

Los geht's!

Was ist das ADS1115 ADC-Modul?

Das ADS1115 ADC-Modul ist ein kleines Gerät mit geringem Stromverbrauch und 16-Bit-Präzisions-AD-Wandler. Es ist ein Analog-Digital-Wandler mit interner Referenzspannung. Sie können diese Module nutzen, um Signale zu verstärken, die Genauigkeit zu erhöhen und Datenanalysen durch Analog-Digital-Wandlung durchzuführen.

ADS1115 Modul

Quelle: Wikimedia Commons

Wie funktioniert das ADS1115 Modul?

Das Modul verfügt typischerweise über einen Oszillator und eine Onboard-Referenz. Es überträgt Daten über eine kompatible serielle Schnittstelle (I2C). Dabei wählt das Gerät vier I2C-Slave-Adressen aus und nutzt eine Betriebsspannung von 2,0 V bis 5,5 V.

Der ADS1115 führt eine Konvertierungsrate von ca. 860 SPS (Samples pro Sekunde) aus. Er verfügt über einen onboard PGA (programmierbaren Verstärker) mit einem Eingangsbereich von ±256 mV von der Versorgungsspannung (PSV). Damit misst die PSV große und kleine Signale mit hoher Auflösung.

Zudem besitzt der ADS1115 einen Eingang-Multiplexer (MUX) mit vier einzelligen oder zwei differentiellen Eingängen. Er arbeitet im Single-Shot-Modus, der nach Abschluss einer Konvertierung automatisch abschaltet.

ADS1115 Eigenschaften

• Ultrakleines Gehäuse: 2 × 1,5 × 0,4 mm
• Kontinuierlicher und Single-Shot-Konvertierungsmodus
• Zwei differentielle Eingänge
• Initialisierung beim Power-Up
• Referenzeingang bietet positiven und negativen Druck
• Digitaler Ausgabe-Bereich: 0 bis 32767 (positiv), 32768 bis 65535 (negativ)
• Konvertierungsrate: 8 bis 860 SPS
• Minimaler Stromverbrauch: 150 µA
• Betriebstemperatur: -40 °C bis +125 °C

Zudem unterstützt das Gerät drei I2C-Geschwindigkeitsmodi:

• High-Speed-Modus: max. 3,4 MHz
• Fast-Modus: max. 400 kHz
• Standard-Modus: max. 100 kHz

Pin-Konfiguration des ADS1115

ADS1115 16-Bit ADC mit Arduino verbinden

Student verbindet ADS1115 mit Arduino

Die Anbindung des ADS1115 an einen Arduino ist keine Raketenwissenschaft, da es ein externer Analog-Digital-Wandler (ADC) ist. Arduino hat zwar interne ADCs für analoge Eingänge, aber der ADS1115 bietet vier 16-Bit-ADCs über einen I2C-Pin – was das Auslesen vereinfacht.

Arduino-Anbindung an ADS1115

Benötigte Werkzeuge

• ADS1115 Sensor (1)
• Breadboard (1)

• Arduino Nano/Uno (1)

Arduino Nano

• Jumper-Wires (1)

Jumper-Wires

• I2C LCD (1)

Schritt 1: Schaltplan

Verbinden Sie das Arduino-Modul mit 5 V und GND. Verbinden Sie die Sensor-Pins SCL und SDA mit den entsprechenden Arduino-Pins. Der ADDR-Pin am Arduino definiert die I2C-Geräteadresse.

Empfohlen: Verbinden Sie GND und ADDR-Pin zusammen – ergibt Adresse 0x48.

Schritt 2: Auslese-Code für ADC (Serial Print)

Nach der Verbindung zwischen Arduino und ADS1115 führen Sie den Code für den Single-Ended-Modus aus. Prüfen Sie den Wert pro Serial Port und lesen Sie die vier Kanäle aus. Nutzen Sie den Multiplikator (abhängig vom PGA-Gain), um Werte in Spannung umzurechnen.

Führen Sie den Code aus, vervollständigen Sie die Verbindungen. Öffnen Sie den Serial Monitor mit 9600 Baud für die Ausgabe. Alternativ können Sie die Ergebnisse per I2C-LCD herunterladen.

Schritt 3: Auslese-Code für ADC (LCD-Ergebnisse)

Laden Sie den untenstehenden Code hoch und schließen Sie die Verbindungen ab. Prüfen Sie die Ergebnisse auf dem LCD-Bildschirm oder im Serial Monitor mit 9600 Baud.

ADS1115 16-Bit ADC mit Raspberry Pi verbinden

ADS1115 Anbindung an Raspberry Pi

Die Anbindung an Raspberry Pi ist dank I2C-Bus sehr einfach.

Schritt 1: Verkabelung

Ähnlich wie beim Arduino: Verbinden Sie VDD des ADS1115 mit VDD des Raspberry Pi, GND mit GND, SDA und SCL entsprechend.

Schritt 2: Installation über Library

Installieren Sie die ADS1115 Python Library. Wir empfehlen diesen GitHub-Quellcode. Stellen Sie stabile Internetverbindung sicher.

Schritt 3: Installation aus Quelle

Erforderlicher Code für Installation aus Quelle:

Verbinden Sie sich vor der Installation mit dem Raspberry-Terminal auf GitHub.

Schritt 4: Python-Paket-Installation

Verbinden Sie sich mit dem Raspberry-Terminal im Python Package Index.

Erforderlicher Code:

Hinweis: Bei direkter Installation vom Python Package Index finden Sie keine Library-Beispielcodes. Wir empfehlen, ADS1115-Beispiele manuell auf den Raspberry Pi herunterzuladen und auszuführen.

Kann der ADS1115 negative Spannung lesen?

Ja, der ADS1115 kann negative Spannungen lesen, selbst mit Single-Ended-Versorgung. Er wandelt negative Eingangsspannung in negative Zahlen um.

Abschließende Worte

Das ADS1115-Modul ist ein zuverlässiges Gerät, das analoge Eingangssignale in digitale umwandelt. Es verfügt über einen programmierbaren Verstärker (PGA), der kleine analoge Signale mit einem variablen Faktor multipliziert – für höhere Signalwerte. Damit eignet es sich ideal für Batterie-Überwachungssysteme oder Komparatoren.

Haben Sie Fragen oder Anregungen? Benötigen Sie das Modul für Ihr Projekt? Kontaktieren Sie uns – wir helfen gerne.