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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schnellere ADS1115 Alternative


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Autor: Sigmund (Gast)
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Guten Tag,
ich bin auf der Suche nach einem Analog Digital Wandler. Natürlich 
lassen sich ADCs schnell finden mit allen Features die man haben möchte. 
Allerdings finde ich kaum fertige Breakout Boards mit ADCs wie dem 
ADS1115 oder ADS1015.
Da ich meine Messungen mit integrierten ESP32 ADC vergessen kann durch 
zu starke Abweichungen, missing codes und Totbereiche, wollte ich einen 
einfach zu benutzenden externen ADC benutzen. Also den ADS1115 gekauft 
und in mein Projekt integriert und läuft alles super. Nur leider ist die 
Abtastrate mit 860Hz zu gering. Der 12-Bit ADS1015 mit 3,3kHz Abtastrate 
ist effektiv leider nur ein 11-Bit single ended ADC und 12-Bit brauche 
ich schon mindestens. (Ein stabile mittlere Spannungsversorgung kann ich 
wahrschienlich nicht bereitstellen um die kompletten 12-Bit zu benutzen 
des ADS1015)

Meine Mindestanforderungen:
12-Bit Amplituden Auflösung
min. 3000Hz Abtastrate
keine missing codes
einfache Anbindung wie ADS1115 Breakout Boards
Preislich unter 30€
Schnittstelle: UART, SPI, I2C, notfalls auch I2S

Gewünschte Anforderungen:
16-Bit Auflösung
min. 4000Hz Abtastrate
SigmaDelta ADC

Im Endeffekt einfach einen 4kHz schnellen ADS1115 :)

Kennt da jemand zufällig einen einfach einzubindenen ADC ohne viel 
Hardware/Software gefummel?

MfG

Autor: Mutluit M. (mutluit)
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2 Stück TI ADS803 (12-bit, 5MSps), Versand aus China, Ges-Preis ca. €40:
Ebay-Artikel Nr. 332287736082

Ist aber nur der Chip selbst, kein Breakout-Board.

Hier kann man das Datenblatt finden:
http://www.ti.com/lit/gpn/ads803

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Autor: Peter D. (peda)
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Sigmund schrieb:
> SigmaDelta ADC

Die sind vom Prinzip her eher langsam.
Geht nicht auch ein successive-approximation ADC?

Ich nehme gerne den MAX1300 (16 Bit, 8 Eingänge, +/-16V spannungsfest, 
115ksps).

Sehe grad, Du suchst ne fertige Platine. Das MAX1300AEVKIT kostet ~90€.

: Bearbeitet durch User
Autor: Falk B. (falk)
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Sigmund schrieb:

> Da ich meine Messungen mit integrierten ESP32 ADC vergessen kann durch
> zu starke Abweichungen, missing codes und Totbereiche,

Ich kann nicht wirklich glauben, daß der interne ADC dieses uC sooo 
schlecht sein soll. Das klingt eher nach Buillshit Bingo!

>12-Bit Amplituden Auflösung
>min. 3000Hz Abtastrate
>keine missing codes

Das hatt so ziemlich kein einizger ADC mehr in den letzten 20 Jahren und 
bei diesen geradezu schnachlangsamen Abtastraten!

>Schnittstelle: UART, SPI, I2C, notfalls auch I2S

UART und I2S kannst du vergessen, solche ADCs haben meist SPI oder I2C.

>16-Bit Auflösung
>min. 4000Hz Abtastrate

Können Dutzende.

>SigmaDelta ADC

Warum? Dem Anwender kann das Umsetzverfahren in 99% aller Fälle egal 
sein.

>Kennt da jemand zufällig einen einfach einzubindenen ADC ohne viel
>Hardware/Software gefummel?

Ich behaupte mal, daß das für nahezu alle ADCs auf dem Markt zutrifft.
Dein Problem sitzt wahrscheinlich vor deiner Tastatur . . .

Autor: Mutluit M. (mutluit)
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Falk B. schrieb:
> Sigmund schrieb:
>>Kennt da jemand zufällig einen einfach einzubindenen ADC ohne viel
>>Hardware/Software gefummel?
>
> Ich behaupte mal, daß das für nahezu alle ADCs auf dem Markt zutrifft.

Und welchen würdest du persönlich empfehlen?

Autor: Sigmund (Gast)
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>Das hatt so ziemlich kein einizger ADC mehr in den letzten 20 Jahren und
>bei diesen geradezu schnachlangsamen Abtastraten!

Das es so ziemlich jeder ADC kann ist mir bewusst. Mein Problem liegt 
eher im fertigen Hardwaredesign des ADC. Ich habe keine Zeit mich um 
Taktgeber, Referenzspannung etc. kümmern zu müssen. Auch will ich keine 
Platinen ätzen oder ähnliches. Deshalb bin ich auf der Suche nach einem 
steckbaren Breakout Board wie das Adafruit ADS1115 Board. Inklusive 
recherche war das Ding in 3 Stunden komplett betriebsbereit mit allen 
Funktionen die ich brauchte. Wenn ich mir lediglich einen Chip bestelle, 
brauche ich jedenfalls deutlich länger. Ich will auch kein 
Industriereifes Produkt erstellen, es ist lediglich eine 
Machbarkeitsstudie bei dem der ADW nur ein   Teil spielt und es 
hauptsächlich um die Signalalgorithmen ankommt.

Der integrierte ADC des ESP32 ist schon schlecht, bis auf die 
Abtastrate. Vieles ist ausgleichbar wenn man Auflösung dadurch in Kauf 
nehmen kann, missing codes genau in der Mitte des Messbereichs war für 
mich allerdings der Genickbrecher des ADCs.

SigmaDelta wäre nur ein nice to have wegen oversampling und Filterung. 
Klar, auch SAR würde gut funktionieren mit Hardware/Software Filterung, 
wäre allerdings schon wieder etwas mehr Aufwand.

>Ich behaupte mal, daß das für nahezu alle ADCs auf dem Markt zutrifft.
>Dein Problem sitzt wahrscheinlich vor deiner Tastatur . . .

Bitte keine Vermutungen anstellen.

Und danke für eure Antworten :)

Autor: Die spinnen die Roemer (Gast)
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Irgend einen, die Anforderungen sind sehr gering. Einfach mal die 
parameterische Suche bei digikey durchgehen. Alternativ auch bei den 
Herstellern direkt.

Autor: Falk B. (falk)
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Mutluit M. schrieb:
>> Ich behaupte mal, daß das für nahezu alle ADCs auf dem Markt zutrifft.
>
> Und welchen würdest du persönlich empfehlen?

Such dir einen aus, der die Daten laut Datenblatt kann und beschaffbar 
und lötbar ist. Da gibt es Dutzende, wenn nicht hunderte. Da gibt es 
kaum einen, der ein Reinfall ist. Vor einiger Zeit hatte ich den TLV2553 
benutzt, der war OK.

Autor: Falk B. (falk)
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Sigmund schrieb:

> Das es so ziemlich jeder ADC kann ist mir bewusst. Mein Problem liegt
> eher im fertigen Hardwaredesign des ADC. Ich habe keine Zeit mich um
> Taktgeber, Referenzspannung etc. kümmern zu müssen. Auch will ich keine
> Platinen ätzen oder ähnliches. Deshalb bin ich auf der Suche nach einem
> steckbaren Breakout Board wie das Adafruit ADS1115 Board.

OK.

> Der integrierte ADC des ESP32 ist schon schlecht, bis auf die
> Abtastrate. Vieles ist ausgleichbar wenn man Auflösung dadurch in Kauf
> nehmen kann, missing codes genau in der Mitte des Messbereichs war für
> mich allerdings der Genickbrecher des ADCs.

Da halte ich für ein Gerücht. Eher hast du ein Problem in deiner 
Software oder im Analogteil. Ich glaube kaum, daß der ADC missing codes 
hat, ega wo auf der Kennlinie!

>>Ich behaupte mal, daß das für nahezu alle ADCs auf dem Markt zutrifft.
>>Dein Problem sitzt wahrscheinlich vor deiner Tastatur . . .
>
> Bitte keine Vermutungen anstellen.

Aber sicher, mein Bester! Dein hysterisches Geschreibsel und der Vorwuf 
von missing codes sind starke Indizien ;-)

Autor: Sigmund (Gast)
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Falk B. schrieb:
> Such dir einen aus, der die Daten laut Datenblatt kann und beschaffbar
> und lötbar ist. Da gibt es Dutzende, wenn nicht hunderte.

Wie ich schon geschrieben habe, ich brauch keinen ADC der nur die 
Anforderungen erfüllt sondern ein Breakout Board mit diesem :D Ich 
brauche auch nicht hunderte, sondern nur einen. Halt nur PlugnPlay, 
jedenfalls auf Hardwareebene.

Autor: -gb- (Gast)
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Autor: Mutluit M. (mutluit)
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-gb- schrieb:
> Guckst du hier:
>
> https://store.digilentinc.com/pmod-ad5-4-channel-4-8-khz-24-bit-a-d-converter

Nicht schlecht, wenn auch generell zu teuer diese ADCs.

Aber ist das eigentlich ein "normaler" ADC? (weil da steht "4 
differential/8 pseudo differential input channels")

Autor: -gb- (Gast)
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Klar, ganz normaler Baustein. Eigentlich alle etwas besseren ADCs haben 
differentielle Eingänge. Der hier erlaubt es auch diese differentiellen 
Pärchen aufzuteilen und als zwei getrennte single-ended Eingänge zu 
verwenden.

Billiger wird es wenn man das in Serie baut oder vielleicht auch wenn 
man das als Einzelstück baut aber seine Arbeitszeit nicht mit rechnet.

Autor: Google sucher (Gast)
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Ebay-Artikel Nr. 272591245139

Autor: Wolfgang (Gast)
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Sigmund schrieb:
> Gewünschte Anforderungen:
> 16-Bit Auflösung

Dein Problem wird sein, den Rest der Elektronik so hin zu bekommen, dass 
sie einem 16-Bit ADC ein würdiges Signal anbieten kann.

> min. 4000Hz Abtastrate
Wie sieht es mit der spektralen Zusammensetzung des zu erfassenden 
Signals aus? Gewöhnlich musst du dir zumindest Gedanken um Aliasing und 
vorbeugende Filter machen.

Autor: Apollo M. (Firma: @home) (majortom)
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Sigmund schrieb:
> Kennt da jemand zufällig einen einfach einzubindenen ADC ohne viel
> Hardware/Software gefummel

mcp3421 !

aber wenn ich so lese was du schreibst hast du wenig bis gar keine 
ahnung von adc's


mt

Autor: -gb- (Gast)
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Hatte ich vor wenigen Jahren auch nicht. Aber dazu ist das Forum da. 
Sprich er hat alles richtig gemacht, er hat sich hier angemeldet und 
stellt Fragen wenn er etwas nicht weiß.

Autor: Tany (Gast)
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Apollo M. schrieb:
> mcp3421 !
- 3.75 SPS (18 bits)
- 15 SPS (16 bits)
- 60 SPS (14 bits)
- 240 SPS (12 bits)

Aha...lesen kannst du auch nicht!

Autor: Thorsten S. (thosch)
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Falk B. schrieb:
>>SigmaDelta ADC
>
> Warum? Dem Anwender kann das Umsetzverfahren in 99% aller Fälle egal
> sein.

Der deutlich höhere Aufwand für das nötige Anti-Aliasing Filter vor dem 
ADC, für andere als SigmaDelta ADCs, kann aber schon entscheidend sein.
Gerade, wenn es um Wandler mit 16 Bit gwht, ist dann schnell ein Filter 
größer 8. Ordnung nötig, wo beim SigmaDelta ADC ein RC-Tiefpaß erster 
Ordnung reicht.

: Bearbeitet durch User
Autor: Peter D. (peda)
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Thorsten S. schrieb:
> Gerade, wenn es um Wandler mit 16 Bit gwht, ist dann schnell ein Filter
> größer 8. Ordnung nötig, wo beim SigmaDelta ADC ein RC-Tiefpaß erster
> Ordnung reicht.

Man muß nicht gleich übertreiben.
Es hängt davon ab, wie störbehaftet das Signal ist.
Oft reicht es völlig aus, mit höherer Frequenz zu samplen und den 
Mittelwert zu bilden, z.B. über je 16 Samples.
Ich hab noch nie ein 8-fach Analogfilter benötigt.

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