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Lektion 10: PCF8591 ADC-DAC Konverter Modul

Bemerkung

Der Raspberry Pi verfügt nicht über analoge Eingänge, daher benötigt er ein Modul wie das PCF8591 ADC-DAC-Wandlermodul, um analoge Signale zur Verarbeitung auszulesen.

In dieser Lektion lernen Sie, wie Sie einen Raspberry Pi verwenden, um mit dem PCF8591-Modul für Analog-Digital- und Digital-Analog-Umwandlung zu interagieren. Wir werden das Auslesen von analogen Werten vom Eingang AIN0 und das Senden dieser Werte an den DAC (AOUT) behandeln. Das Potentiometer des Moduls ist über Jumper-Kappen mit AIN0 verbunden, und die D2-LED auf dem Modul ist mit AOUT verbunden, sodass Sie sehen können, dass die Helligkeit der D2-LED sich ändert, wenn Sie das Potentiometer drehen.

Erforderliche Komponenten

In diesem Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ITEMS IN THIS KIT	LINK
Universal Maker Sensor Kit	94	Universal Maker Sensor Kit

Sie können sie auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.

Component Introduction	Purchase Link
Raspberry Pi 5	KAUFEN
PCF8591 ADC-DAC-Wandlermodul	KAUFEN
Steckbrett	KAUFEN

Verkabelung

Bemerkung

In diesem Projekt haben wir den AIN0-Pin des PCF8591-Moduls verwendet, der über einen Jumper-Kappen mit einem Potentiometer auf dem Modul verbunden ist. Bitte stellen Sie sicher, dass der Jumper-Kappen korrekt auf dem Modul platziert ist. Weitere Details finden Sie im schematic.

Code

import PCF8591 as ADC  # Import the library for the PCF8591 module
import time  # Import the time library for adding delays

# Initialize the PCF8591 module at I2C address 0x48.
# This address is used for communication with the Raspberry Pi.
ADC.setup(0x48)

try:
    while True:  # Start an infinite loop to continuously monitor the sensor.
        # Read the analog value from the potentiometer connected to AIN0.
        # Channel range from 0 to 3 represents AIN0 to AIN3.
        # The potentiometer's rotation alters the voltage, which is read by the PCF8591.
        potentiometer_value = ADC.read(0)
        print(potentiometer_value)

        # Write the value back to AOUT. This will change the brightness of the D2 LED on the module.
        # LED won't light up below 80, so convert '0-255' to '80-255'
        # As the potentiometer is adjusted, the LED's brightness varies proportionally.
        tmp = potentiometer_value*(255-80)/255+80
        ADC.write(tmp)

        # Add a short delay of 0.2 seconds to make the loop more manageable.
        time.sleep(0.2)

except KeyboardInterrupt:
    # If a KeyboardInterrupt (CTRL+C) is detected, exit the loop and end the program.
    print("Exit")

Code-Analyse

Bibliotheken importieren:

Das Skript beginnt mit dem Import der erforderlichen Bibliotheken. Die PCF8591-Bibliothek wird für die Interaktion mit dem ADC/DAC-Modul verwendet, und time dient zur Erstellung von Verzögerungen.
```
import PCF8591 as ADC  # Import the library for the PCF8591 module
import time  # Import the time library for adding delays
```
PCF8591-Modul initialisieren:

Das PCF8591-Modul wird an der I²C-Adresse 0x48 initialisiert. Dieser Schritt ist entscheidend, um die Kommunikation zwischen dem Raspberry Pi und dem Modul einzurichten.
```
ADC.setup(0x48)  # Initialize the PCF8591 module at I2C address 0x48
```
Werte vom Potentiometer lesen und an die LED schreiben:

Innerhalb eines try-Blocks liest eine kontinuierliche while True-Schleife den Wert vom Potentiometer, das mit AIN0 verbunden ist, und schreibt diesen Wert an den DAC, der mit AOUT verbunden ist. Jumper-Kappen verbinden das Potentiometer des Moduls mit AIN0, und die D2-LED ist mit AOUT verbunden; weitere Details finden Sie im Schaltplan des PCF8591-Moduls. Die Helligkeit der LED ändert sich, wenn das Potentiometer gedreht wird.
- Verwenden Sie ADC.read(channel), um den analogen Eingang des spezifischen Kanals auszulesen. Der Kanalbereich von 0 bis 3 repräsentiert AIN0 bis AIN3.
- Verwenden Sie ADC.write(Value), um den analogen Ausgang des AOUT-Pins mit einem Wertbereich von 0 bis 255 zu setzen.
```
try:
    while True:  # Start an infinite loop to continuously monitor the sensor.
        potentiometer_value = ADC.read(0)
        print(potentiometer_value)
        tmp = potentiometer_value*(255-80)/255+80
        ADC.write(tmp)
        time.sleep(0.2)
```
Tastaturunterbrechungen behandeln:

Eine KeyboardInterrupt (wie das Drücken von CTRL+C) ermöglicht einen ordnungsgemäßen Ausstieg aus der Schleife, ohne Fehler zu erzeugen.
```
except KeyboardInterrupt:
    print("Exit")
```