shield di espansione adc

Didattica
SHIELD DI ESPANSIONE ADC
PER RASPBERRYPI COMPATIBILE CON ARDUINO
di MARCO MAGAGNIN
C
Espandiamo le funzionalità di RaspberryPi
con uno shield compatibile con
la piedinatura di Arduino e con a bordo
un convertitore analogico digitale a 16 bit
di risoluzione. Ulteriori espansioni che
presenteremo in futuro permetteranno di
aggiungere un convertitore DAC,
una serie di I/O digitali aggiuntivi
e la possibilità di collegarsi
anche a schede e PC sprovvisti di GPIO.
ontinuiamo la nostra serie di appuntamenti
legati al mondo RaspberryPi ed alle sue
applicazioni tornando ad occuparci più approfonditamente delle funzionalità della periferica
GPIO. In questo e nei prossimi articoli vi proponiamo una serie di dispositivi che permettono
diverse possibilità di integrare periferiche e
dispositivi hardware sia collegandoli al GPIO
della scheda RaspberryPi, sia ad altri microPC
non dotati di GPIO ed anche ai comuni PC portatili e desktop.
Nella Fig. 1 potete vedere un’immagine d’insieme delle integrazioni possibili con la scheda che
vi presentiamo in questo articolo, uno shield di
espansione ADC che permette di aggiungere
a RaspberryPi la possibilità di eseguire letture
da sensori con uscita analogica. Come vedremo
nel prosieguo dell’articolo, questo shield può
essere alimentatato sia a 12V che a 5V ed esegue
Elettronica In ~ Febbraio 2013
51
Fig. 1
la conversione dei livelli di
tensione da 3,3V a 5V per i pin
digitali del GPIO e per le linee
di comunicazione dei bus i2C,
SPI e seriale. Inoltre questo
shield possiede sia un connettore adatto ad inserirsi nel
connettore GPIO di RaspberryPi sia le strip che corrispondono ai connettori tipici dei
microcontrollori della famiglia
Arduino e dei relativi shield di
espansione.
Con questo shield potremo
utilizzare con RaspberryPi
molti degli shield già disponibili per Arduino, ed anche
per mettere in comunicazione
la scheda RaspberryPi con lo
stesso microcontrollore Arduino. Nel prossimo futuro vi
proporremo un ulteriore shield
con a bordo un integrato DAC
ed un integrato di espansione
I/O con sedici pin, entrambi
pilotati via i2C.
Per permettere anche ai dispositivi Linux non dotati di GPIO
come i microPC Mk802, Mk802
III ed anche normali PC, di
utilizzare periferiche di ingresso/uscita analogiche e digitali
52
Febbraio 2013 ~ Elettronica In
vi proporremo dei convertitori USB/i2C e USB/SPI che
potranno essere utilizzati con
questo shield.
Chiaramente completeremo
questa panoramica con esempi
software per utilizzare questa
architettura nei vari linguaggi e con i diversi dispositivi
Linux.
Prima di iniziare la descrizione dello schema elettrico
dello shield è però necessario
tenere conto ancora una volta
delle modifiche e degli aggiornamenti che si susseguono
in un mondo in evoluzione
accelerata come quello legato
al sistema operativo Linux e
che non risparmia la nostra
RaspberryPi.
Quella attualmente in vendita
ed in distribuzione è la rev. 2
della versione B di RaspberryPi, caratterizzata principalmente, rispetto alla rev. 1,
dall’aumento della memoria
RAM da 256 a 512 Mb e da
alcune variazioni ai riferimenti
di I/O del connettore GPIO.
Per verificare il modello di
RaspberryPi in vostro possesso
potete fare riferimento alla Fig.
2; a destra la scheda rev. 1, a
sinistra la scheda rev. 2, riconoscibile, tra l’altro, dai due
evidenti fori di fissaggio.
Nella Fig. 3 sono visibili le piedinature del connettore GPIO
nelle due versioni della scheda;
le principali differenze sono i
riferimenti agli I/O digitali per
i pin 3, 5, 7, 13 e per i pin del
bus i2C che nella rev. 1 riportano le linee del bus(0) e nella
rev. 2 quelle del bus(1).
Vediamo ora la descrizione del
Fig. 2
.
e
ch
i
ità
M
en
s
ile
a
ic
on
r
tt
e
l
E
e
d
l
ie
w
w
it
l
a
u
r
t
t
at
lic
pp
a
a,
w
.e
le
t
t
a
fic
n
o
à
t
at
i
sc
o
,n
i
r
o
n
ic
a
o
n
ec
t
a
c
i
v
t
en
g
lo
in
t
i
.
a
c
i
on
r
t
t
le
e
’
l
e
lo tr
n
I