waveshare High-Precision AD/DA Board

Waveshare High-Precision AD/DA Expansion Board for Raspberry Pi User Manual

Model: High-Precision AD/DA Board

1. Заview

The Waveshare High-Precision AD/DA Expansion Board is designed to add advanced analog-to-digital (AD) and digital-to-analog (DA) conversion capabilities to your Raspberry Pi. This board integrates the ADS1256, an 8-channel 24-bit high-precision ADC, and the DAC8552, a 2-channel 16-bit high-precision DAC. It is compatible with Raspberry Pi and provides a robust solution for applications requiring precise analog signal processing.

Waveshare High-Precision AD/DA Board Overview

Рисунок 1: Болееview of the Waveshare High-Precision AD/DA Board connected to a Raspberry Pi.

2. Особенности

  • Standard Raspberry Pi 40PIN GPIO extension header for direct connection.
  • Onboard ADS1256, an 8-channel 24-bit high-precision ADC (4-channel differential input) with a 30ksps sampскорость.
  • Onboard DAC8552, a 2-channel 16-bit high-precision DAC.
  • Input interface via pinheaders for connecting analog signals.
  • Compatible with Waveshare sensor interface standard for easy connection to various analog sensor modules.
  • Onboard input/output interface via screw terminals for connecting analog/digital signals.
  • Features an AD/DA detect circuit for signal demonstration.

3. Board Layout and Interface Definition

This section details the physical layout and pin definitions of the AD/DA Expansion Board.

Waveshare AD/DA Board Labeled Components

Figure 2: Labeled components of the Waveshare High-Precision AD/DA Board.

  1. Raspberry Pi GPIO interface: For connecting with the Pi.
  2. AD/DA input/output: Screw terminals for signal connections.
  3. AD input: Pinheaders, compatible with Waveshare sensor interface standard.
  4. 7.68M crystal: Provides timing for the board.
  5. LM285-2.5: Provides reference voltage for the ADC chip.
  6. Photo resistor: An example sensor for demonstration.
  7. LED output indicator: Visual feedback for output.
  8. 10K potentiometer: An example input for demonstration.
  9. DAC8552: 16-bit high-precision DAC, 2 channels.
  10. Power indicator: LED to show power status.
  11. ADS1256: 24-bit high-precision ADC, 8 channels (4 differential input).
  12. ADC testing jumper: For configuring ADC test modes.
  13. DAC testing jumper: For configuring DAC test modes.
  14. Power selection jumper: To select power source.
  15. ADC reference ground configuration: When AD single inputted, the AINCOM is reference terminal, can be connected to GND or external reference voltage.
Waveshare AD/DA Board Interface Pin Definition Table

Figure 3: Pin definitions for the Waveshare High-Precision AD/DA Board.

Таблица 1: Определения выводов
ПРИКОЛОТЬСИМВОЛОПИСАНИЕ
1, 173.3ВИсточник питания (3.3 В)
2, 45VИсточник питания (5 В)
3, 5, 7, 8, 10, 18, 22, 24, 26, 27, 28, 29, 32, 36, 38, 40NCНе подключено
6, 9, 14, 20, 25, 30, 34, 39ЗемляЗемля
11ДРДИADS1256 data ready output, low active
12ПЕРЕЗАГРУЗИТЬADS1256 reset input
13ПДВНADS1256 sync/power off input, low active
15CS0ADS1256 chip select, low active
16CS1DAC8552 chip select, low active
19ДИНВвод данных SPI
21DOUTВывод данных SPI
23SCKЧасы SPI
31, 33, 35, 37GPIOExtend to sensor interface

4. Инструкции по настройке

Follow these steps to set up your Waveshare High-Precision AD/DA Expansion Board with a Raspberry Pi:

  1. Физическое подключение: Carefully align the 40-pin GPIO header of the AD/DA board with the corresponding pins on your Raspberry Pi. Press down gently to ensure a secure connection.
  2. Источник питания: Ensure your Raspberry Pi is powered off before connecting the AD/DA board. Once connected, power on the Raspberry Pi. The power indicator LED on the AD/DA board should illuminate.
  3. Установка программного обеспечения:
    • Access the official Waveshare Wiki for the "High-Precision AD/DA Board" to find the latest drivers and exampкод.
    • Download and install the necessary libraries and example programs for the ADS1256 ADC and DAC8552 DAC. This typically involves cloning a Git repository and compiling C or Python code.
    • Ensure the Broadcom GPIO library is correctly installed and configured for your Raspberry Pi operating system (e.g., Raspbian).
  4. Первоначальное тестирование: Запустите предоставленный example code to verify basic functionality of both the ADC and DAC. This will help confirm correct hardware connection and software setup.

Примечание: Refer to the Waveshare Wiki for detailed, up-to-date software installation guides and specific commands for your Raspberry Pi model and operating system.

5. Инструкция по эксплуатации

Operating the High-Precision AD/DA Board involves configuring the ADC and DAC chips via SPI communication from the Raspberry Pi.

5.1 Analog-to-Digital Conversion (ADC) with ADS1256

  • Входное соединение: Connect analog signals to the AD input pinheaders or screw terminals (AD0-AD7). The ADS1256 supports 8 single-ended channels or 4 differential channels.
  • Конфигурация: Use the provided software libraries to configure the ADS1256. Key parameters include:
    • Выбор канала: Select the desired input channel(s).
    • Настройка усиления: Adjust the programmable gain amplifier (PGA) for optimal signal range.
    • Скорость передачи данных: Установите sampling rate (up to 30ksps). Note that higher sample rates may introduce more noise.
    • Справочный томtage: Configure the internal or external reference voltage.
  • Сбор данных: Initiate conversions and read the 24-bit digital data from the ADS1256 via SPI. The DRDY pin indicates when new data is available.

5.2 Digital-to-Analog Conversion (DAC) with DAC8552

  • Выходное соединение: Connect your output devices to the DAC0 and DAC1 pins on the screw terminals.
  • Вывод данных: Send 16-bit digital values to the DAC8552 via SPI. The DAC will convert these values into corresponding analog voltagес.
  • Генерация волновых форм: By continuously updating the DAC with a sequence of digital values, you can generate various analog waveforms.

Ссылка на бывш.ample code and the ADS1256/DAC8552 datasheets for detailed programming information and advanced configurations.

6. Техническое обслуживание

Proper maintenance ensures the longevity and reliable operation of your AD/DA Expansion Board:

  • Умение обращаться: Always handle the board by its edges to avoid touching components, especially the sensitive ICs. Static electricity can damage electronic components.
  • Уборка: При необходимости аккуратно очистите плату мягкой сухой щёткой или сжатым воздухом, чтобы удалить пыль. Избегайте использования жидкостей и абразивных материалов.
  • Хранилище: Когда плата не используется, храните её в антистатическом пакете в сухом, прохладном месте.
  • Соединения: Periodically check all connections (GPIO, screw terminals) to ensure they are secure and free from corrosion.
  • Обновления прошивки/программного обеспечения: Regularly check the Waveshare Wiki for any updated drivers, libraries, or firmware that may improve performance or fix issues.

7. Поиск Неисправностей

If you encounter issues with your AD/DA Expansion Board, consider the following troubleshooting steps:

  • Плата не обнаружена:
    • Ensure the board is correctly seated on the Raspberry Pi's GPIO header.
    • Verify that the Raspberry Pi is powered on and the AD/DA board's power LED is lit.
    • Check SPI interface enablement on your Raspberry Pi (e.g., via raspi-config).
  • Неверные показания/результаты:
    • Double-check your wiring for analog inputs/outputs.
    • Review your software configuration for the ADS1256 (gain, data rate, channel selection) and DAC8552.
    • Ensure the reference voltagе настройки правильные.
    • Test with known voltage sources for ADC and measure DAC output with a multimeter.
    • Noise at higher sample rates for ADC is expected; consider lower rates for higher precision.
  • Проблемы с программным обеспечением/драйверами:
    • Confirm that you are using the correct and latest software libraries from the Waveshare Wiki.
    • Verify that all dependencies (e.g., Broadcom GPIO library) are installed and correctly configured.
    • Check for compilation errors if building from source.
    • Consult community forums or the Waveshare support page for known issues and solutions.
  • Board Not Functioning:
    • Disconnect and reconnect the board.
    • Try a different Raspberry Pi if available to rule out Pi-specific issues.
    • Inspect the board for any visible damage or bent pins.

8. Технические характеристики

ОсобенностьДеталь
Название продуктаHigh-Precision AD/DA Board
БрендWaveshare
Микросхема АЦПADS1256 (24-bit, 8-channel, 4-differential input)
АЦП СampскоростьUp to 30ksps
Чип ЦАПDAC8552 (16-bit, 2-channel)
ИнтерфейсSPI (последовательный периферийный интерфейс)
СовместимостьRaspberry Pi (40PIN GPIO)
Операционная системалинукс
Технология связиGPIO
Размеры продукта7.09 x 3.94 x 3.54 дюйма (прибл. 180 x 100 x 90 мм)
Вес товара0.353 унций (приблизительно 10 граммов)
Включенные компонентыHigh-Precision AD/DA Board, RPi screws pack (2pcs)
Waveshare AD/DA Board Dimensions

Figure 4: Physical dimensions of the Waveshare High-Precision AD/DA Board in millimeters.

9. Гарантия и поддержка

Для получения информации о гарантии, технической поддержке и дополнительных ресурсах посетите официальный сайт Waveshare. website or their product Wiki page. The Wiki often contains detailed documentation, schematics, and example code that can be invaluable for advanced users and troubleshooting.

Официальный сайт Waveshare Webсайт: www.waveshare.com

Вики-страница продукта: Искать "High-Precision AD/DA Board" on the Waveshare Wiki for specific documentation.

Связанные документы - High-Precision AD/DA Board

Предварительноview Waveshare PoE M.2 HAT+(B) для Raspberry Pi 5: руководство по установке и использованию
Подробное руководство по установке и настройке платы расширения Waveshare PoE M.2 HAT+(B) для Raspberry Pi 5, обеспечивающее поддержку Power over Ethernet и твердотельных накопителей M.2 NVMe для повышения производительности и расширения хранилища.
Предварительноview Руководство пользователя 3.5-дюймового ЖК-дисплея Waveshare для RPi (A): настройка и технические характеристики.
Подробное руководство пользователя для 3.5-дюймового ЖК-дисплея Waveshare для Raspberry Pi (A). Содержит технические характеристики, инструкции по установке, подключению к Raspberry Pi и устранению неполадок.
Предварительноview 4-дюймовый ЖК-дисплей Waveshare DSI для Raspberry Pi: настройка и руководство
Подробное руководство по 4-дюймовому DSI ЖК-дисплею Waveshare, охватывающее функции, подключение оборудования, установку программного обеспечения, поворот экрана, управление подсветкой и устранение неисправностей для Raspberry Pi.
Предварительноview Руководство по использованию 7-дюймового HDMI ЖК-дисплея Waveshare для Raspberry Pi с сенсорным экраном
Подробное руководство пользователя для 7-дюймового HDMI-ЖК-монитора Waveshare, охватывающее настройку, установку драйверов, калибровку сенсорного экрана и использование с Raspberry Pi.
Предварительноview Руководство пользователя 2.4-дюймового ЖК-модуля Waveshare
Полное руководство по модулю 2.4-дюймового ЖК-дисплея Waveshare с подробным описанием его функций, характеристик и использования с Raspberry Pi, STM32 и Arduino. Узнайте больше об интерфейсе SPI, контроллере IL9341, аппаратных подключениях и программном обеспечении.ampфайлы для интеграции этого дисплея с разрешением 240x320 в ваши проекты.
Предварительноview Waveshare 5-дюймовый DSI LCD: руководство по сенсорному дисплею Raspberry Pi
Ознакомьтесь с 5-дюймовым DSI LCD-дисплеем Waveshare — ёмкостным сенсорным дисплеем для Raspberry Pi. В этом руководстве рассматриваются функции, подключение оборудования, настройка программного обеспечения, управление подсветкой и устранение неполадок этого дисплея с интерфейсом MIPI DSI.