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*Atenção: as imagens são meramente ilustrativas.
O ADS1220 24-Bit ADC Module é um módulo conversor analógico-digital de alta resolução concebido para aplicações que exigem medições analógicas precisas, baixo consumo e elevada flexibilidade.
Baseado no ADS1220, este módulo utiliza uma arquitetura Delta-Sigma (ΔΣ) de 24 bits e disponibiliza até 4 entradas analógicas multiplexadas, permitindo efetuar medições diferenciais ou single-ended.
O conversor integra um amplificador de ganho programável (PGA) com ganhos selecionáveis entre 1× e 128×, sendo especialmente adequado para sinais de baixa amplitude provenientes de sensores. O PGA permite amplificar internamente pequenos sinais antes da conversão, reduzindo a necessidade de circuitos de amplificação externos em muitas aplicações.
O ADS1220 permite taxas de conversão até 2 kSPS, oferecendo diferentes configurações de velocidade, resolução e consumo de acordo com os requisitos da aplicação. Dispõe ainda de filtragem digital e rejeição simultânea de interferências de 50 Hz e 60 Hz a 20 SPS, sendo uma solução adequada para ambientes de instrumentação e medição.
O dispositivo inclui referência de tensão interna, possibilidade de utilização de referência externa, duas fontes de corrente de excitação programáveis (IDAC), sensor de temperatura interno e vários modos de funcionamento.
A comunicação com o microcontrolador é realizada através de uma interface SPI, permitindo uma integração simples com plataformas como Arduino, ESP32, STM32, Raspberry Pi, Teensy e outros microcontroladores com suporte SPI.
Principais características
- Conversor A/D de 24 bits
- Baseado no ADS1220
- Arquitetura Delta-Sigma (ΔΣ)
- 4 entradas analógicas multiplexadas
- Medição diferencial ou single-ended
- PGA integrado e programável
- Ganho selecionável de 1× a 128×
- Taxa de conversão até 2 kSPS
- Interface digital SPI
- Referência de tensão interna ou externa
- 2 fontes de corrente IDAC integradas
- Sensor de temperatura interno
- Rejeição de interferências de 50 Hz e 60 Hz
- Baixo consumo energético
- Alimentação entre 2,3 V e 5,5 V
- Adequado para sinais analógicos de baixa amplitude
- Excelente para aplicações de instrumentação e aquisição de dados
Especificações técnicas
| Característica |
Especificação |
| Conversor |
ADS1220 |
| Resolução |
24 bits |
| Arquitetura |
Delta-Sigma |
| Número de canais |
4 canais multiplexados |
| Tipo de entrada |
Diferencial / Single-ended |
| Interface digital |
SPI |
| Modo SPI |
SPI Mode 1 |
| Taxa máxima de conversão |
2 kSPS |
| Ganho PGA |
1×, 2×, 4×, 8×, 16×, 32×, 64×, 128× |
| Referência de tensão |
Interna / Externa |
| Fontes de corrente |
2 × IDAC |
| Sensor de temperatura |
Integrado |
| Rejeição 50/60 Hz |
Sim, a 20 SPS |
| Alimentação analógica |
2,3 V a 5,5 V |
| Alimentação digital |
2,3 V a 5,5 V |
| Consumo típico do IC |
Aproximadamente 1,4 mW |
| Temperatura de funcionamento |
-40 °C a +125 °C |
| Tipo de conversão |
Delta-Sigma |
| Saída digital |
24 bits, complemento para dois |
Interface SPI
O módulo utiliza uma interface série SPI para comunicação com o microcontrolador.
Principais sinais:
- CS – Chip Select
- SCLK – Clock SPI
- DIN – Entrada de dados / MOSI
- DOUT/DRDY – Saída de dados / Data Ready
- DRDY – Indicação de dados disponíveis
- GND – Massa
- VCC / DVDD – Alimentação
O sinal DRDY permite ao microcontrolador detetar quando uma nova conversão está disponível.
Aplicações
O módulo ADS1220 é indicado para uma grande variedade de aplicações de medição e aquisição de dados, incluindo:
- Medição de tensão de alta resolução
- Voltímetros digitais
- Sistemas de aquisição de dados
- Sensores analógicos
- Sensores de pressão
- Sensores de força
- Sensores de temperatura
- RTD / PT100 / PT1000
- Termopares
- Células de carga
- Extensómetros / strain gauges
- Pontes de Wheatstone
- Instrumentação eletrónica
- Equipamentos laboratoriais
- Sistemas industriais
- Monitorização de processos
- Sistemas alimentados por bateria
- Projetos Arduino
- Projetos ESP32
- Projetos STM32
- Projetos Raspberry Pi
Medição de sensores
Uma das principais vantagens do ADS1220 é a sua capacidade de trabalhar diretamente com sinais provenientes de sensores de baixa amplitude.
O PGA programável permite selecionar o ganho adequado ao sinal, enquanto as entradas diferenciais permitem realizar medições em configurações como pontes de Wheatstone, células de carga e extensómetros.
As fontes de corrente IDAC integradas permitem ainda implementar soluções de excitação para sensores como RTD/PT100 e PT1000, simplificando o circuito de aquisição.
Baixo consumo
O ADS1220 foi desenvolvido para aplicações de aquisição de dados de baixo consumo.
O circuito integrado apresenta um consumo típico de aproximadamente 1,4 mW, dispondo também de modos de funcionamento que permitem reduzir o consumo quando não é necessária uma conversão contínua.
Esta característica torna o módulo particularmente interessante para:
- Equipamentos portáteis
- Instrumentação alimentada por bateria
- Sistemas IoT
- Monitorização remota
- Sistemas de sensores de baixo consumo
Alta resolução e ganho programável
A resolução de 24 bits, combinada com o PGA integrado, permite efetuar medições de sinais de pequena amplitude com elevada sensibilidade.
Os diferentes níveis de ganho permitem adaptar o conversor a diferentes tipos de sensores e amplitudes de sinal:
1× / 2× / 4× / 8× / 16× / 32× / 64× / 128×
Esta flexibilidade permite utilizar o mesmo módulo em aplicações com sinais analógicos bastante diferentes.
Compatibilidade
O módulo pode ser utilizado com sistemas que disponham de interface SPI, incluindo:
- Arduino
- ESP32
- STM32
- Raspberry Pi
- Teensy
- Outros microcontroladores compatíveis com SPI
A compatibilidade elétrica deve ser confirmada para cada plataforma e para a implementação específica da placa.
Conteúdo
1 × Módulo conversor A/D ADS1220 de 24 bits
2 x Header macho/macho
