Модуль АЦП SGM58031 16 біт, 4 канали, I2C, PGA, до 960 SPS для Arduino/ESP32

Модуль SGM58031 — 16-бітний 4-канальний АЦП з I2C та PGA

SGM58031 — модуль високоточного 16-бітного сигма-дельта АЦП для підключення аналогових датчиків і вимірювальних кіл до мікроконтролерів. Мультиплексор дозволяє використовувати чотири однополярні входи або дві диференціальні пари, а обмін даними виконується через шину I2C.

За документацією SGMICRO мікросхема працює від 3,0 до 5,5 В, має внутрішнє джерело опорної напруги та генератор, програмований підсилювач PGA, цифровий компаратор і швидкість перетворення від 6,25 до 960 SPS. Завдяки чотирьом доступним I2C-адресам кілька таких АЦП можна використовувати на одній шині.

Особливості

• 16-бітне перетворення. SGM58031 є прецизійним сигма-дельта АЦП, розрахованим на точне оцифрування повільних і середньошвидкісних аналогових сигналів. Вища роздільна здатність особливо корисна для датчиків та вимірювальних систем.
• <strong>4 однополярні або 2 диференціальні входи. Вбудований мультиплексор дозволяє вибирати конфігурацію залежно від задачі. Це дає змогу підключити кілька аналогових джерел до одного модуля.
• Програмований PGA. Внутрішній підсилювач дозволяє вибирати діапазон вимірювання та ефективніше працювати зі слабкими сигналами. Мінімальний повний діапазон вимірювання мікросхеми становить ±256 мВ.
• I2C-інтерфейс. Для обміну з контролером потрібні лише лінії SDA та SCL. Передбачено чотири адреси пристрою, що спрощує побудову багатоканальних систем.
• Низьке споживання. Типовий струм у безперервному режимі становить близько 255 мкА, а в режимі Power-Down — близько 0,8 мкА. Це робить SGM58031 придатним для автономних вимірювальних пристроїв.

Переваги

• Роздільна здатність 16 біт
• До 4 входів
• Швидкість 960 SPS
• Вбудований PGA
• Інтерфейс I2C
• Низьке споживання

Застосування

• Arduino, ESP32, STM32, Raspberry Pi та інші мікроконтролерні системи;
• зчитування аналогових датчиків і вимірювальних мостів;
• контроль напруги акумуляторів і джерел живлення через відповідний вхідний дільник;
• вимірювання температури разом із відповідними аналоговими датчиками;
• системи збору даних, автоматика, лабораторні та навчальні проєкти.

Опис інтерфейсів

• VCC — живлення модуля.
• GND — загальний провід.
• SCL — тактова лінія I2C.
• SDA — лінія даних I2C.
• A0–A3 — аналогові входи, що можуть використовуватися як 4 однополярні або 2 диференціальні канали.
• ADDR / адресні перемички — вибір I2C-адреси в діапазоні 0x48–0x4B залежно від конфігурації плати.

Інструкція до використання

1. Підключіть VCC і GND відповідно до напруги вашої логічної системи та можливостей модуля.
2. З'єднайте SDA та SCL з I2C-шиною мікроконтролера.
3. Виберіть I2C-адресу модуля, якщо на шині працює кілька пристроїв.
4. Підключіть аналоговий сигнал до потрібного входу A0–A3 або сформуйте диференціальну пару.
5. У програмі задайте мультиплексор, діапазон PGA, швидкість SPS і режим перетворення.
6. Зчитайте 16-бітний результат через I2C та перераховуйте код АЦП у фізичну величину відповідно до вибраного діапазону.

Функції та режими роботи

• 🟢 Single-ended: до чотирьох однополярних аналогових входів.
• 🟢 Differential: до двох диференціальних вимірювальних каналів.
• 🟢 Continuous: безперервне виконання перетворень із заданою швидкістю.
• 🟢 Single-shot: одиночне перетворення з переходом у малоспоживальний стан між вимірюваннями.
• 🟢 PGA: програмований вибір повного діапазону вимірювання.
• 🟢 Comparator: програмований цифровий компаратор для контролю порогових значень.

Заходи безпеки

• ⚠️ Не подавайте на аналогові або цифрові входи напругу, що виходить за допустимі межі відносно живлення мікросхеми.
• ⚠️ Для вимірювання напруги, вищої за допустиму для входу АЦП, використовуйте правильно розрахований резистивний дільник та захист входу.
• ⚠️ Не плутайте SGM58031 зі SGM58031B: версія B має інший діапазон живлення та рівень I2C.
• ⚠️ Перед підключенням перевіряйте розпіновку саме вашої плати, оскільки компонування модулів різних виробників може відрізнятися.

Технічні характеристики

• Мікросхема: SGM58031
• Тип АЦП: сигма-дельта (Σ-Δ)
• Роздільна здатність: 16 біт
• Аналогові входи: 4 однополярні або 2 диференціальні
• Інтерфейс: I2C
• Доступні I2C-адреси: 4 адреси, типово 0x48–0x4B
• Напруга живлення SGM58031: 3,0–5,5 В
• Швидкість перетворення: 6,25–960 SPS
• Програмований підсилювач: PGA
• Мінімальний діапазон PGA: ±256 мВ
• Внутрішнє джерело опорної напруги: є
• Внутрішній осцилятор: є
• Програмований компаратор: є
• Типовий струм у Continuous Mode: 255 мкА
• Типовий струм у Power-Down: 0,8 мкА
• Робочий температурний діапазон мікросхеми: −40…+125 °C

FAQ

Чим SGM58031 корисний для Arduino або ESP32?
Він додає зовнішній 16-бітний АЦП з програмованим підсиленням та кількома входами, що зручно для точніших вимірювань аналогових датчиків.

Скільки сигналів можна вимірювати?
Мультиплексор підтримує до 4 однополярних входів або до 2 диференціальних пар. Канали опитуються АЦП через внутрішній мультиплексор.

Яка максимальна швидкість?
Для SGM58031 виробник заявляє вибір швидкості від 6,25 до 960 вибірок за секунду.

Чи можна вимірювати 12 В безпосередньо?
Ні. Напругу вище допустимого рівня аналогового входу необхідно попередньо зменшити резистивним дільником та, за потреби, додати захист.

Чи сумісний модуль з бібліотеками ADS1115?
SGM58031 функціонально близький до популярних 16-бітних I2C АЦП цього класу, але для проєкту варто використовувати бібліотеку або драйвер, у якому явно перевірена підтримка SGM58031.

Чи можна підключити кілька модулів до однієї I2C-шини?
Так. SGM58031 підтримує чотири адреси, тому за правильної конфігурації адрес на одній шині можна використовувати кілька пристроїв.

📝 Примітка: Виробник може змінювати характеристики, комплектацію та зовнішній вигляд без попереднього повідомлення.

Комплектація

• модуль АЦП SGM58031 — 1 шт.

SGM58031 добре підходить для проєктів, де потрібні точне оцифрування аналогових сигналів, кілька вимірювальних каналів і просте підключення до мікроконтролера через I2C.