الوصف
وحدة PCF8591 لتحويل ADC/DAC بواجهة I²C
هذه الوحدة لوحة مرجعية وتعليمية مبنية حول PCF8591، وهو محول تناظري-رقمي ورقمي-تناظري بدقة 8 بت. توفر أربعة مداخل تناظرية وخرجًا تناظريًا واحدًا، إضافة إلى مستشعر مقاومة ضوئية (LDR) وثرمستور ومقياس جهد مدمجين. يعرض الإعلان إصداري اللوحة A وB.
- محول ADC بأربع قنوات وبدقة 8 بت
- قناة DAC واحدة بدقة 8 بت
- مستشعر LDR وثرمستور ومقياس جهد مدمجون
- واجهة I²C
- يصف المصدر الوحدة بأنها متوافقة مع منطق 3.3V و5V؛ تحقق من مستويات خطوط I²C بالنسبة إلى المتحكم.
مواصفات PCF8591 والوحدة
- جهد تشغيل الدائرة المتكاملة: 2.5–6.0V وفق NXP. يذكر المصدر 2.7–6V في موضع و2.5–6V لطرف تغذية رأس الوحدة.
- خرج DAC دون حمل: من 0V إلى VCC (حسب المصدر)
- خرج DAC مع حمل 10kΩ: من 0V إلى 0.9 × VCC (حسب المصدر)
- أبعاد لوحة PCB: 35 × 23mm
خرج DAC التناظري
يتوفر خرج DAC على الطرف AOUT ويتألف من 256 خطوة. عند تغذية 5V تكون قيمة الخطوة الاسمية 5V ÷ 256، أي نحو 20mV. توصل اللوحة مصباح LED ومقاومة 1kΩ بخرج DAC، ما يحد من نطاق الخرج. ويقدّر المصدر أن الحد الأقصى نحو 4.2V عند VCC=5V. وللحصول على تأرجح خرج أكبر، يوصي المصدر بإزالة حمل LED. يُستخدم DAC أيضًا داخليًا أثناء تشغيل ADC؛ وتحافظ دارة أخذ العينات والاحتفاظ الداخلية على قيمة الخرج.
مداخل ADC التناظرية
تتوفر المداخل AIN0 إلى AIN3 على الرأس. وتعمل افتراضيًا كأربعة مداخل أحادية الطرف مرجعة إلى الأرضي. كما تدعم PCF8591 مدخلين تفاضليين؛ راجع ورقة البيانات لمعرفة طريقة الإعداد.
تصل ثلاثة جسور توصيل المستشعرات المدمجة بقنوات الإدخال. أزل الجسر المناسب لاستخدام القناة كمدخل عام:
- J5: توصيل LDR بالقناة 0 (
AIN0) - J4: توصيل الثرمستور بالقناة 1 (
AIN1) - J6: توصيل منزلق مقياس الجهد بالقناة 3 (
AIN3) - القناة 2 (
AIN2) بلا مستشعر مدمج، ولا تحتاج إلى تغيير جسر.
مستشعر LDR
يستجيب LDR للتغيرات في الضوء. يؤدي انخفاض الضوء إلى ارتفاع الجهد المقروء في القناة 0. القراءات نسبية وليست قياسًا مطلقًا معايرًا لشدة الإضاءة.
الثرمستور
تتغير مقاومة الثرمستور مع درجة الحرارة. ووفق المصدر، يؤدي انخفاض الحرارة إلى ارتفاع الجهد في القناة 1. لا يحدد المصدر مواصفات الثرمستور بدقة، لذا استخدمه لقياس التغيرات النسبية ما لم تجرِ توصيفًا ومعايرة تجريبية.
مقياس الجهد
يوصل مقياس الجهد المدمج 10kΩ بين VCC وGND، ويتصل منزلقه بالقناة 3. يؤدي تدويره إلى تغيير جهد القناة 3 بين 0V وVCC؛ ويذكر المصدر أن التدوير مع عقارب الساعة يخفض الجهد. ويمكن استخدامه مدخل تحكم تناظريًا عامًا.
واجهة I²C
- عنوان I²C:
0x48. يذكر المصدر أن أطراف العنوان الثلاثة للدائرة موصولة بالأرضي على هذه الوحدة، لذا لا يمكن تغيير العنوان. - تحتوي الوحدة على مقاومتين سحبيتين 10kΩ على SCL وSDA.
إذا شغّلت الوحدة بجهد 5V، فتحقق من أن جهد السحب على I²C آمن للمتحكم المتصل؛ واستخدم تحويلًا مناسبًا للمستويات عند الحاجة. تحقق من نطاق جهد المداخل التناظرية ومستويات الخرج قبل توصيل معدات أخرى.
التوصيلات
صِل VCC وGND بمصدر مناسب وبالمتحكم الدقيق. صِل خطي SCL وSDA بخطوط ناقل I²C المطابقة.
رأس I²C 1 × 4
- SCL: ساعة I²C
- SDA: بيانات I²C
- GND: الأرضي
- VCC: التغذية، من 2.5 إلى 6V كما يذكر المصدر
رأس الإشارات التناظرية 1 × 5
- AOUT: خرج DAC التناظري
- AIN0: دخل ADC للقناة 0
- AIN1: دخل ADC للقناة 1
- AIN2: دخل ADC للقناة 2
- AIN3: دخل ADC للقناة 3
تدرج NXP دائرة PCF8591 ضمن المنتجات المتوقفة؛ وتظل مواصفاتها متاحة في ورقة البيانات. تحقق من الشريحة المركبة وإصدار اللوحة.
