Перейти к содержанию

Однократное преобразование

Метеостанции на батарейке нужен один замер в минуту, а внешний АЦП по умолчанию может считать сотни раз в секунду и потреблять всё это время. Режим однократного преобразования решает задачу: АЦП делает замер по команде, кладёт результат в регистр и сам переходит в режим пониженного потребления.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Однократное преобразование (single-shot conversion) — режим АЦП или цифрового датчика, в котором он выполняет одно измерение по команде, сохраняет результат и сам переходит в состояние пониженного потребления до следующей команды. Противоположность — непрерывный режим (continuous), в котором преобразования идут одно за другим.

Как это устроено у ADS1115

ДействиеЧто происходит
Включение питанияустройство в состоянии power-down, MODE = 1
Запись 1 в бит OSвключение примерно за 25 мкс и одно преобразование
Конец преобразованиярезультат в регистре, снова power-down
Чтение бита OS0 — идёт преобразование, 1 — свободно

Источник: SBAS444E, разд. 7.4.2.1 и табл. 8-3. Запись в OS во время преобразования ничего не делает. Чтобы перейти в непрерывный режим, бит MODE сбрасывают в 0. Сравнение ADS1115 с другими АЦП — на странице ADS1115 и MCP3008.

Сколько это экономит

Режим ADS1115Ток питания при 25 °C
Выключен (между замерами)0,5 мкА типично, 2 мкА максимум
Преобразование150 мкА типично, 200 мкА максимум

Пример TI: скорость 860 SPS, один замер каждые 125 мс. Преобразование длится около 1,2 мс, а остальные 123,8 мс АЦП выключен, и среднее потребление примерно в 100 раз меньше, чем в непрерывном режиме (разд. 7.4.3). Средний ток в общем случае — ток работы, умноженный на долю времени работы, плюс ток покоя в остальное время.

У других микросхем

  • INA3221. Запись однократного режима в регистр конфигурации запускает один набор измерений по всем включённым каналам; для следующего регистр записывают снова (SBOS576C, разд. 7.3.1). Подробнее — в карточке INA3221.
  • Цифровые датчики. У многих датчиков температуры и давления есть похожий режим: замер по команде и сон. Он снижает и потребление, и самонагрев.

Что учитывать

Между командой и результатом проходит время преобразования, и в однократном режиме к нему добавляется время включения. Если нужен ровный шаг по времени, однократные замеры запускают от таймера, а не из главного цикла с плавающей задержкой. Скорость данных в непрерывном режиме описана в статье о скорости выдачи данных.

Частые вопросы

Как узнать, что однократное преобразование ADS1115 закончено?

Читать бит OS регистра конфигурации: при чтении 0 означает, что преобразование идёт, 1 — что устройство свободно и результат готов (SBAS444E, табл. 8-3). Второй способ — настроить вывод ALERT/RDY как сигнал готовности и ждать его. Время ожидания зависит от выбранной скорости: при 860 SPS это около 1,2 мс.

Сколько экономит однократный режим?

Зависит от того, как часто мерить. TI приводит пример: ADS1115 на скорости 860 SPS делает одно преобразование каждые 125 мс, тратит на него около 1,2 мс, а остальные 123,8 мс выключен — потребление примерно в 100 раз меньше, чем в непрерывном режиме (SBAS444E, разд. 7.4.3). В выключенном состоянии ток — 0,5 мкА типично.

Не проще ли мерить непрерывно и читать последний результат?

Проще, если питание от сети: результат всегда свежий, ничего не нужно запускать. При питании от батареи непрерывный режим означает постоянный ток 150 мкА у ADS1115. Кроме того, однократный режим уменьшает самонагрев датчиков, у которых он заметен.

Источники

  1. Texas Instruments. ADS111x Ultra-Small, Low-Power, I2C-Compatible, 860-SPS, 16-Bit ADCs, SBAS444E (revised December 2024) — Electrical Characteristics: ток питания в выключенном состоянии 0,5 мкА типично и 2 мкА максимум при 25 °C, при работе — 150 мкА типично и 200 мкА максимум; разд. 7.4.2.1: при MODE = 1 устройство в состоянии power-down — это состояние по умолчанию после включения; запись 1 в бит OS включает устройство примерно за 25 мкс, сбрасывает OS и запускает одно преобразование, после чего устройство снова выключается; запись OS во время преобразования ничего не делает; разд. 7.4.2.2: при MODE = 0 преобразования идут непрерывно; разд. 7.4.3: пример циклической работы — скорость 860 SPS, одно преобразование каждые 125 мс (8 SPS), преобразование около 1,2 мс, остальные 123,8 мс устройство выключено и потребляет примерно в 100 раз меньше, чем в непрерывном режиме; табл. 8-3: бит 15 OS при чтении — 0 идёт преобразование, 1 устройство свободно
  2. Texas Instruments. INA3221 Triple-Channel, High-Side Measurement, Shunt and Bus Voltage Monitor, SBOS576C (revised September 2026) — разд. 7.3.1: два режима — непрерывный и однократный (triggered); запись режима однократного преобразования в регистр конфигурации (MODE = 001, 010 или 011) запускает один набор измерений по всем включённым каналам; для следующего замера регистр конфигурации записывают снова

Нашли ошибку?

Смотрите также