PCF8591 AD/DA轉換器

最後更新日期:2022-03-24 10:46:52

因樹莓派的接腳不具備類比信號讀取的功能,所以需要借助類比信號與數位信號的轉換元件,此元件具備四個類比轉數位輸入通道及一個數位轉類比輸出通道。

PCF8591元件

這個功能強大的元件,幸好使用了I2C協定與樹莓派連接,參考下圖左邊,只需要四條連接線,就可以讀取四個類比信號轉換成數位信號的數值,並能將一個數位訊號輸出成類比電壓(目前積木程式提供的功能,以讀取類比信號為主)。

PCF8591接腳說明

上圖右邊的10個針腳,左右各半,左邊的部份,由上至下分別為類比輸出(AOUT)及四個類比輸入(AIN3、AIN2、AIN1、AIN0)信號;右邊的腳位,由上至下為兩個GND,之後依序是INPUT2(熱敏電阻)、INPUT1(光敏電阻)及INPUT0(可變電阻)。其中四個類比輸入訊號,使用四個JUMPER跳線帽,分別連接上GND、INPUT2、INPUT1及INPUT0。

PCF8591預設元件說明

換句話說,目前的四個類比輸入,皆已連接上要讀取的元件,若要讀取外部的類比信號(如下圖,簡化線路僅連接量測外部電阻分壓),則先將JUMPER跳線帽移除,再做適當的線路連接即可。下圖使用AIN3來量測1kΩ電阻的分壓數值。

PCF8591外接類比輸入信號

# 實作步驟

  • 學習使用
  • 設計電路圖
  • 連接電路
  • 搭建積木程式 & 執行

# 學習使用

學習使用PCF8591對應的積木,使其讀取AIN1的數值,該類比讀取腳位,透過JUMPER跳線帽,目前會量測光敏電阻的分壓數值,藉此了解環境光源的變化。

# 設計電路圖

電路圖設計如下:

PCF8591電路圖

# 連接電路

實際線路如下圖,建議連接步驟如下,若您要移除電路時,請使用相反的順序進行即可。

  1. 於麵包板上連接相關元件
  2. 資料、控制腳位連接上樹莓派
  3. GND腳位連接上樹莓派
  4. VCC(5V or 3.3V)腳位連接上樹莓派

PCF8591電路連接

# 搭建積木程式 & 執行

開啟積木程式畫面如下,若您已經下載代理程式,並且完成「rp_agent」設定,可以將首次使用須知下方的框框,勾選「不再顯示此訊息」,並按下「確定」按鈕。

PS. cwBlockly頁面請於樹莓派中執行。

積木程式首次使用須知

初始畫面如下。

積木程式初始畫面

PCF8591的積木位於「類比元件」→「PCF8591」。

PCF8591定義積木

拖曳「PCF8591定義積木」至RPi預設積木中。

PCF8591定義積木

依據之前章節學習到的方式,此處我們需要讓程式重複執行,並間隔一秒,將讀取的數值,顯示於LX終端機畫面。

間隔一秒顯示讀取數值的程式積木

請再次打開「PCF8591」積木區,拖曳並放置「PCF8591讀取」積木。

拖曳PCF8591讀取積木

放置PCF8591讀取積木

調整類比通道,從AIN0換成AIN1。

調整讀取通道

調整讀取通道完成

「執行」程式,請點擊右上方紅色Play按鈕。

執行積木程式

下載本範例積木程式 PCF8591_01.rpb


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