Zbernica i2c: PCF8591: Rozdiel medzi revíziami
Zo stránky SensorWiki
(27 medziľahlých úprav od rovnakého používateľa nie je zobrazených.) | |||
Riadok 1: | Riadok 1: | ||
=='''Modul YL-40'''== | =='''Modul YL-40'''== | ||
[[File:MIPS_Modul_YL-40.jpg]] <BR> | [[File:MIPS_Modul_YL-40.jpg|250px|right]] <BR> | ||
Modul YL-40 obsahuje kombinovaný A/D a D/A prevodník PCF8591 a niekoľko ďalších komponentov. K mikroprocesoru ho pripájame cez konektor J3, ktorý okrem napájania obsahuje aj dva komunikačné signály rozhrania i2c - SCL (Serial Clock) a SDA (Serial Data). Na druhej strane modulu sa nacháda konektor J2, na ktorom sú štyri analógové vstupy a jeden analógový výstup. Adresa modulu je nastavená na pevno signálmi A0, A1 a A2 a nedá sa zmeniť. Na module sa nachádza aj trimer (premenlivý rezistor nastaviteľný nástrojom), ktorým si ľahko možno overiť správnu funkciu A/D prevodníka. Okrem toho je na module aj termistor a fotoodpor, ktoré umožňujú realizovať orientačné merania teploty a osvetlenia. Ak potrebujete využiť všetky štyri analógové vstupy, dajú sa tieto prvky odpojiť prepojkami J4, J5 a J6. | Modul YL-40 obsahuje kombinovaný A/D a D/A prevodník PCF8591 a niekoľko ďalších komponentov. K mikroprocesoru ho pripájame cez konektor J3, ktorý okrem napájania obsahuje aj dva komunikačné signály rozhrania i2c - SCL (Serial Clock) a SDA (Serial Data). Na druhej strane modulu sa nacháda konektor J2, na ktorom sú štyri analógové vstupy a jeden analógový výstup. Adresa modulu je nastavená na pevno signálmi A0, A1 a A2 a nedá sa zmeniť. Na module sa nachádza aj trimer (premenlivý rezistor nastaviteľný nástrojom), ktorým si ľahko možno overiť správnu funkciu A/D prevodníka. Okrem toho je na module aj termistor a fotoodpor, ktoré umožňujú realizovať orientačné merania teploty a osvetlenia. Ak potrebujete využiť všetky štyri analógové vstupy, dajú sa tieto prvky odpojiť prepojkami J4, J5 a J6. | ||
Riadok 35: | Riadok 26: | ||
|} | |} | ||
<div style='text-align: center;'> | |||
[[File:MIPS_8591_SchemaZapojenia.png]]<br> | [[File:MIPS_8591_SchemaZapojenia.png]]<br> | ||
Schéma zapojenia modulu YL-40 | ''Schéma zapojenia modulu YL-40.'' | ||
</div> | |||
<div style='text-align: center;'> | |||
[[File:MIPS_8591_PinOut.png|500px]]<br> | |||
''Vstupy a výstupy modulu YL-40 (ak neviete ako ho pripojiť k Arduinu, pozrite si [[Media:MIPS_i2c-Schema02.png|zapojovací diagram]]).'' | |||
</div> | |||
<!-- | <!-- | ||
Riadok 51: | Riadok 50: | ||
===Block Diagram=== | ===Block Diagram=== | ||
[[File:MIPS_PCF8591_internals.png]] | <div style='text-align: center;'> | ||
[[File:MIPS_PCF8591_internals.png]] <br> | |||
''Blokový diagram obvodu 8591.'' | |||
</div> | |||
=='''Vlastnosti'''== | |||
* Štyri nezávislé analógové napäťové vstupy (rozsah 0-5 V) | |||
* Možnosť využiť vždy dva vstupy ako jeden diferenciálny | |||
* Jeden analógový napäťový výstup (rozsah 0-5 V) | |||
* Interný 8-bitový A/D prevodník pracujúci metódou postupnej aproximácie | |||
* Pripojenie cez zbernicu I2C bus | |||
* Rozsah napájania: 2,5 - 6 V DC; režim so zníženou spotrebou | |||
* Adresa nastaviteľná v rozsahu 0x90-9F | |||
== '''Software''' == | |||
Pri tvorbe programu pre modul budeme využívať už hotovú knižnicu <code>i2cmaster</code> dostupnú odtiaľto http://senzor.robotika.sk/mmp/src/i2c/ | |||
'''1. Inicializácia''' | |||
Najprv je potrebné zbernicu inicializovať: | |||
<source lang="c"> | |||
i2c_init(); // initialize I2C library | |||
</source> | |||
''' | |||
2. Čítanie z A/D prevodníka''' | |||
Potom môžeme prečítať hodnotu na analógovom vstupe č. 3, na ktorom je pripojený trimer: | |||
<div style='text-align: center;'> | |||
[[File:MIPS_8591_ReadValue.png]]<br> | |||
''Postupnosť pre čítanie hodnoty z obvodu 8591.'' | |||
</div> | |||
<source lang="c"> | |||
/* value = AnlogRead-From-PCF8591(channel); */ | |||
i2c_start( PCF8591_ADDR << 1 | I2C_WRITE); // set device address and write mode | |||
i2c_write(channel); // which channel want to read | |||
i2c_stop(); | |||
i2c_rep_start(PCF8591_ADDR << 1 | I2C_READ); // repeated start for reading | |||
i2c_readAck(); // read dummy byte | |||
value = i2c_readNak(); // read Analog value | |||
i2c_stop(); | |||
</source> | |||
'''3. Zápis na analógový výstup''' | |||
A napokon prečítanú hodnotu zapíšeme na analógový výstup, takže zmenu priamo uvidíme na pripojenej zelenej LED dióde. | |||
<div style='text-align: center;'> | |||
[[File:MIPS_8591_WriteValue.png]]<br> | |||
''Postupnosť pre zápis hodnoty do obvodu 8591.'' | |||
</div> | |||
<source lang="c"> | |||
/* AnalogWrite-To-PCF8591(value); */ | |||
i2c_start((PCF8591_ADDR << 1 | I2C_WRITE)); // set device address and write mode | |||
i2c_write(CONTROL BYTE); // set analog output active | |||
i2c_write(value); // write the required Analog Output value (0-255) | |||
... // multiple write possible | |||
i2c_stop(); // set stop conditon = release bus | |||
</source> | |||
[[File: | Program je samozrejme vhodné doplniť o zobrazovanie veličín buď na LCD displeji, alebo v termináli cez sériové rozhranie. | ||
Pri vytváraní riadiaceho slova by vám mal napomôcť tento obrázok z datasheetu: | |||
<div style='text-align: center;'> | |||
[[File:MIPS_8591_Register.png|500px]]<br> | |||
''Obsadenie riadiaceho registra obvodu 8591.'' | |||
</div> | |||
== Úlohy == | |||
# Pripojte modul YL-40 k svojmu mikropočítaču. | |||
# Napíšte program, ktorý prečíta hodnotu z analógového vstupu 3, na ktorom je potenciometer a | |||
# tú istú hodnotu zapíšte na analógový výstup. | |||
# Zobrazte hodnotu aj na displeji/sériovej linke. | |||
# Otestujte aj termistor a fotorezistor. | |||
=='''Resource'''== | =='''Resource'''== | ||
* [https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/PCF8591.pdf PCF8591 datasheet]. Rev.7, NXP, 2013.- | * [https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/PCF8591.pdf PCF8591 datasheet]. Rev.7, NXP, 2013.-[[File:pdfIcon.png|25px]] | ||
* Rob Tillaart: Arduino [https://www.arduino.cc/reference/en/libraries/pcf8591/ PCF8591 Library] | * Rob Tillaart: Arduino [https://www.arduino.cc/reference/en/libraries/pcf8591/ PCF8591 Library] | ||
* Produktová stránka u dodávateľa: https://techfun.sk/produkt/adda-prevodnik-pcf8591-kabliky/ | |||
** Schéma zapojenia https://www.elecrow.com/download/PCF8591-sch.pdf | |||
** https://navody.dratek.cz/navody-k-produktum/ad-da-prevodnik-pcf8591.html (cestina) | |||
** https://www.best-microcontroller-projects.com/pcf8591.html | |||
* Asi najpodrobnejší opis funkcie modulu sa dá nájsť v knihe<BR> Warren Gay: [https://link.springer.com/book/10.1007/978-1-4842-2406-9 Custom Raspberry Pi Interfaces.] Design and build hardware interfaces for the Raspberry Pi. https://doi.org/10.1007/978-1-4842-2406-9 Apress, Berkeley, CA 2017. Volne stiahnutelna knizka. | |||
* A tu je dobrá analýza obvodu PCF8591 https://www.best-microcontroller-projects.com/pcf8591.html | |||
[[Category: MIPS]] | [[Category: MIPS]] |
Aktuálna revízia z 14:44, 19. apríl 2022
Modul YL-40
![](/sensorwiki/images/thumb/c/c2/MIPS_Modul_YL-40.jpg/250px-MIPS_Modul_YL-40.jpg)
Modul YL-40 obsahuje kombinovaný A/D a D/A prevodník PCF8591 a niekoľko ďalších komponentov. K mikroprocesoru ho pripájame cez konektor J3, ktorý okrem napájania obsahuje aj dva komunikačné signály rozhrania i2c - SCL (Serial Clock) a SDA (Serial Data). Na druhej strane modulu sa nacháda konektor J2, na ktorom sú štyri analógové vstupy a jeden analógový výstup. Adresa modulu je nastavená na pevno signálmi A0, A1 a A2 a nedá sa zmeniť. Na module sa nachádza aj trimer (premenlivý rezistor nastaviteľný nástrojom), ktorým si ľahko možno overiť správnu funkciu A/D prevodníka. Okrem toho je na module aj termistor a fotoodpor, ktoré umožňujú realizovať orientačné merania teploty a osvetlenia. Ak potrebujete využiť všetky štyri analógové vstupy, dajú sa tieto prvky odpojiť prepojkami J4, J5 a J6.
Analógový výstup je pripojený na signalizačnú LED diódu (zelená), takže sa dá tento výstup kontrolovať vizuálne. Žiaľ, LED dióda predstavuje pomerne veľkú záťaž, takže výstupné napätie nie je veľmi presné a nedosiahne ani max. možnú úroveň. Pre kvalitnejšiu aplikáciu by sme museli LED diódu alebo rezistor odpájkovať. Okrem toho je na module červená LED dióda, ktorá signalizuje prítomnosť napájacieho napätia.
Ain 0 | J5 | fotorezistor (s rastúcou hodnotou osvetlenia hodnota klesá) |
---|---|---|
Ain 1 | J4 | NTC termistor (s rastúcou teplotou hodnota klesá) |
Ain 2 | -- | nezapojený (náhodné čísla) |
Ain 3 | J6 | potenciometer ( 0 - 255 ) |
Vstupy a výstupy modulu YL-40 (ak neviete ako ho pripojiť k Arduinu, pozrite si zapojovací diagram).
PCF8591
Integrovaný obvod PCF8591 je jednočipový kombinovaný obvod 8-bitového A/D a D/A prevodníka vyrobený technológiou CMOS. Je určený na pripojenie k zbernici I2C, pričom na vstupoch A0, A1 a A2 vieme nastaviť adresu zariadenia a pripojiť tak na jednu zbernicu až 8 takýchto obvodov. Obvod má štyri analógové vstupy a jeden analógový výstup. Vstupy aj výstup využívajú jediný a spoločný prevodník, takže prevod je multiplexovaný a pri využití všetkých 5 I/O musíme počítať s poklesom rýchlosti.
Maximálna rýchlosť prevodov je limitovaná rýchlosťou zbernice I2C.
Block Diagram
Vlastnosti
- Štyri nezávislé analógové napäťové vstupy (rozsah 0-5 V)
- Možnosť využiť vždy dva vstupy ako jeden diferenciálny
- Jeden analógový napäťový výstup (rozsah 0-5 V)
- Interný 8-bitový A/D prevodník pracujúci metódou postupnej aproximácie
- Pripojenie cez zbernicu I2C bus
- Rozsah napájania: 2,5 - 6 V DC; režim so zníženou spotrebou
- Adresa nastaviteľná v rozsahu 0x90-9F
Software
Pri tvorbe programu pre modul budeme využívať už hotovú knižnicu i2cmaster
dostupnú odtiaľto http://senzor.robotika.sk/mmp/src/i2c/
1. Inicializácia
Najprv je potrebné zbernicu inicializovať:
i2c_init(); // initialize I2C library
2. Čítanie z A/D prevodníka
Potom môžeme prečítať hodnotu na analógovom vstupe č. 3, na ktorom je pripojený trimer:
/* value = AnlogRead-From-PCF8591(channel); */
i2c_start( PCF8591_ADDR << 1 | I2C_WRITE); // set device address and write mode
i2c_write(channel); // which channel want to read
i2c_stop();
i2c_rep_start(PCF8591_ADDR << 1 | I2C_READ); // repeated start for reading
i2c_readAck(); // read dummy byte
value = i2c_readNak(); // read Analog value
i2c_stop();
3. Zápis na analógový výstup
A napokon prečítanú hodnotu zapíšeme na analógový výstup, takže zmenu priamo uvidíme na pripojenej zelenej LED dióde.
/* AnalogWrite-To-PCF8591(value); */
i2c_start((PCF8591_ADDR << 1 | I2C_WRITE)); // set device address and write mode
i2c_write(CONTROL BYTE); // set analog output active
i2c_write(value); // write the required Analog Output value (0-255)
... // multiple write possible
i2c_stop(); // set stop conditon = release bus
Program je samozrejme vhodné doplniť o zobrazovanie veličín buď na LCD displeji, alebo v termináli cez sériové rozhranie.
Pri vytváraní riadiaceho slova by vám mal napomôcť tento obrázok z datasheetu:
Úlohy
- Pripojte modul YL-40 k svojmu mikropočítaču.
- Napíšte program, ktorý prečíta hodnotu z analógového vstupu 3, na ktorom je potenciometer a
- tú istú hodnotu zapíšte na analógový výstup.
- Zobrazte hodnotu aj na displeji/sériovej linke.
- Otestujte aj termistor a fotorezistor.
Resource
- PCF8591 datasheet. Rev.7, NXP, 2013.-
- Rob Tillaart: Arduino PCF8591 Library
- Produktová stránka u dodávateľa: https://techfun.sk/produkt/adda-prevodnik-pcf8591-kabliky/
- Asi najpodrobnejší opis funkcie modulu sa dá nájsť v knihe
Warren Gay: Custom Raspberry Pi Interfaces. Design and build hardware interfaces for the Raspberry Pi. https://doi.org/10.1007/978-1-4842-2406-9 Apress, Berkeley, CA 2017. Volne stiahnutelna knizka. - A tu je dobrá analýza obvodu PCF8591 https://www.best-microcontroller-projects.com/pcf8591.html