Πώς να κάνετε αναλογικές αναγνώσεις στο Raspberry Pi: 5 βήματα

2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-23 14:39

Γεια σε όλους! Σε αυτό το σεμινάριο θα σας δείξω πώς μπορούμε να καταγράψουμε απευθείας αναλογικές τιμές χρησιμοποιώντας το Raspberry Pi. Όπως όλοι γνωρίζουμε ότι το Raspberry Pi είναι μια αρκετά ισχυρή μονάδα υπολογιστών μίνι που είναι δημοφιλής στους χομπίστες και τους επαγγελματίες και έχει σχεδόν όλες τις δυνατότητες που θέλει κάθε λάτρης των ηλεκτρονικών. Ωστόσο, το μόνο μειονέκτημα του pi είναι η έλλειψη ειδικού υλικού αναλογικού σε ψηφιακό μετατροπέα, γεγονός που καθιστά το Pi ακατάλληλο για άμεση καταγραφή των αναλογικών τιμών από οποιονδήποτε αισθητήρα. Η λύση σε αυτό είναι είτε να χρησιμοποιήσετε ένα Arduino σε σύνδεση με το Pi είτε να χρησιμοποιήσετε ένα ειδικό ADC. Για αυτό το έργο θα χρησιμοποιήσω το ADC MCP3204-12 bit.

Προμήθειες

• Raspberry Pi (μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε μοντέλο έχετε στη διάθεσή σας)
• MCP3204 ADC ή MCP3008 ADC
• Αναλογικός αισθητήρας (αντ 'αυτού χρησιμοποιώ ποτενσιόμετρο 10Κ)
• Breadboard
• Jumper Wires

Βήμα 1: Λαμβάνοντας τιμές από το Arduino Αντίθετα…

Μια εναλλακτική λύση για να φτάσετε τις αναλογικές τιμές στο raspberry pi είναι να χρησιμοποιήσετε το arduino το οποίο διαθέτει ένα ειδικό ADC 10 bit. Το arduino και το Raspberry Pi μπορούν να επικοινωνούν μέσω της σειριακής θύρας για τη μετάδοση των πληροφοριών. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί όταν πειραματίζεστε με ορισμένα δεδομένα αισθητήρων και ταυτόχρονα θέλετε να χρησιμοποιήσετε την ισχύ επεξεργασίας του Pi. Το μειονέκτημα αυτής της διαμόρφωσης είναι ότι θα χρησιμοποιούσατε περισσότερους πόρους υλικού και θα έπρεπε επίσης να γράψετε ξεχωριστούς κωδικούς για το arduino και το Pi.

Βήμα 2: Χρήση ADC

Η εναλλακτική λύση στη χρήση του Arduino ως ADC είναι να χρησιμοποιήσετε ένα ειδικό ADC IC που εξυπηρετεί τον ίδιο σκοπό. Για αυτό το έργο θα χρησιμοποιήσω το IC MCP3204 που είναι ένα ADC 4 καναλιών 12 bit που μπορεί να επικοινωνήσει με το Raspberry Pi χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο SPI. Σκοποί επίδειξης εχθρών Θα χρησιμοποιήσω το IC σε λειτουργία 10 bit.

Έχω επισυνάψει το pinout αυτού του IC που δείχνει την περιγραφή του pin.

Βήμα 3: Συνδέοντας το Raspberry Pi και το ADC

Τώρα που έχουμε ταξινομήσει το υλικό μας, ας μπούμε στο σχήμα σύνδεσης του ADC και του Pi.

Το Raspberry Pi είχε 2 διεπαφές SPI: SPI0 και SPI1. Για την εφαρμογή μας θα χρησιμοποιούσαμε το SPI0 και θα χρησιμοποιούσαμε το φυσικό (ή το υλικό) SPI όπου συνδέουμε το ADC με τις συγκεκριμένες καρφίτσες SPI υλικού του Pi

Έχω επισυνάψει το Pinout του Pi και το διάγραμμα κυκλώματος που έχω χρησιμοποιήσει στο έργο

Το σχήμα σύνδεσης έχει ως εξής:

• VDD (Pin14) και Vref (Pin13) του ADC στην παροχή 5V του Pi
• DGND (Pin7) και AGND (Pin12) του ADC στο έδαφος του Pi
• Το CLK (Pin11) του ADC στο GPIO 11 (Φυσική ακίδα 23) του Pi
• Το Dout (Pin10) του ADC στο GPIO 9 (Physical pin 21) του Pi
• Το Din (Pin 9) του ADC στο GPIO 10 (Physical pin 19) του Pi
• Το Chip Select (Pin 8) του ADC στο GPIO 8 (Physical pin 24) του Pi

Βήμα 4: Τελική ρύθμιση και κώδικας

Τώρα που έχουν γίνει όλες οι συνδέσεις ισχύος και επικοινωνίας, ήρθε η ώρα να επισυνάψουμε οποιονδήποτε αισθητήρα, την τιμή του οποίου θέλουμε να δούμε. Χρησιμοποιώ ποτενσιόμετρο 10K ως αισθητήρα.

Οι κωδικοί έχουν γραφτεί σε δύο μέρη, ο πρώτος κώδικας αφορά σχεδόν τη δημιουργία των βιβλιοθηκών, την ενεργοποίηση της επικοινωνίας SPI και την απόκτηση της τιμής ADC από το MCP3204 και, στη συνέχεια, την εκτύπωσή της στο τερματικό python.

Ο δεύτερος κώδικας είναι πιο διαδραστικός και δημιουργεί μια γραφική παράσταση των δεδομένων πραγματικού χρόνου που προέρχονται από τον αισθητήρα.

Μπορείτε να παίξετε με τον κωδικό και να τον κάνετε κατάλληλο για τις ανάγκες σας.

Βήμα 5: Βίντεο με οδηγίες

Αυτό είναι το βίντεο που περιγράφει λεπτομερώς όλα τα απαραίτητα βήματα για την υλοποίηση αυτού του έργου. Ελπίζω ότι αυτό ήταν χρήσιμο!