树莓派ADC(ADS1115)读取Voltage Sensor(电压检测模块)

这篇博客介绍了如何通过pip3安装Adafruit_ADS1x15库,并利用该库在Python中读取ADC转换的电压值。作者展示了如何检查I2C状态,以及如何配置ADS1115 ADC模块进行不同增益设置的读取,以获取精准的电压读数。代码示例中展示了持续读取ADC通道0并间隔0.5秒打印读数的过程。

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开始

pip3 install Adafruit_ADS1x15

接线

在这里插入图片描述
凑合看

检测i2c状态

sudo i2cdetect -y 1
在这里插入图片描述
UU是我的声卡

代码

import time
# Import the ADS1x15 module.
import Adafruit_ADS1x15
# Create an ADS1115 ADC (16-bit) instance.
adc = Adafruit_ADS1x15.ADS1115()
# Note you can change the I2C address from its default (0x48), and/or the I2C
# bus by passing in these optional parameters:
adc = Adafruit_ADS1x15.ADS1015(address=0x48, busnum=1)
# Choose a gain of 1 for reading voltages from 0 to 4.09V.
# Or pick a different gain to change the range of voltages that are read:
#  - 2/3 = +/-6.144V
#  -   1 = +/-4.096V
#  -   2 = +/-2.048V
#  -   4 = +/-1.024V
#  -   8 = +/-0.512V
#  -  16 = +/-0.256V
# See table 3 in the ADS1015/ADS1115 datasheet for more info on gain.
GAIN = 1
while True:
    print(adc.read_adc(0, gain=GAIN))
    time.sleep(0.5)

还挺准

<think>嗯,用户问的是ESP32如何使用PulseSensor。首先,我需要明确PulseSensor是什么。记得PulseSensor是一个用于检测心率的光电传感器,通过光电反射原理捕捉血液流动变化。那ESP32要连接它的话,应该需要模拟输入吧?不过ESP32的某些型号可能有DAC或者ADC模块,但大部分情况下可能需要使用ADC读取模拟信号。 然后,用户可能需要知道硬件连接步骤。PulseSensor一般有三根线:VCC、GND和信号线。ESP32的3.3V电源应该适合,所以VCC接3.3V,GND接GND,信号线接某个ADC引脚,比如GPIO34、35、36、39这些只支持输入的引脚。需要注意ESP32的ADC是12位,但可能有非线性问题,可能需要校准或者软件处理。 接下来是软件部分。用户可能需要安装Arduino IDE或者PlatformIO来编程ESP32。需要配置正确的开发板库。然后代码方面,首先得读取模拟信号,可能需要进行滤波处理,因为心率信号容易受噪声干扰。常用的滤波方法有移动平均或者数字低通滤波器。 然后,如何处理采集到的数据来检测心率呢?可能需要找到脉冲波形的峰值,计算峰值之间的间隔,再转换成心率值。这里可能需要一些算法,比如阈值检测或者更复杂的算法如Pan-Tompkins算法。不过对于初学者来说,简单的阈值检测可能更容易实现。 还要考虑实时显示的问题,可能需要串口绘图器或者通过蓝牙/WiFi传输数据到手机或电脑。另外,用户可能会问及常见的错误,比如信号噪声大,这时候可能需要指导他们正确佩戴传感器,或者调整滤波参数。 可能还需要提醒用户,ESP32的ADC在某些情况下可能存在电压范围的问题,比如PulseSensor输出信号的范围是否符合ESP32的ADC输入范围(0-3.3V)。如果信号电压过高,可能需要分压电路。 另外,代码示例部分需要展示如何读取模拟输入、滤波处理和计算心率。可能还需要提到库的使用,比如是否有现成的PulseSensor库适用于ESP32,或者需要自己编写代码。 最后,常见问题可能包括连接不稳定、信号噪声大、心率计算不准确等,需要给出相应的解决办法,比如检查接线、增加滤波、调整阈值等。</think>好的,我将分步骤为您讲解ESP32如何连接和使用PulseSensor心率传感器: 一、硬件准备 1. 所需材料: - ESP32开发板(推荐带ADC校准的型号) - PulseSensor传感器(典型型号:PulseSensor Amped) - 杜邦线若干 - 3.3V供电电源 2. 接线方式: $$ \begin{cases} PulseSensor VCC \rightarrow ESP32 3.3V \\ PulseSensor GND \rightarrow ESP32 GND \\ PulseSensor SIG \rightarrow ESP32 GPIO34(推荐ADC1通道) \end{cases} $$ 二、软件配置 1. 安装Arduino IDE并添加支持: - 添加ESP32开发板URL:https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json - 安装"esp32 by Espressif Systems"开发板包 2. 关键代码实现: ```cpp #define SENSOR_PIN 34 // 使用GPIO34作为信号输入 void setup() { Serial.begin(115200); analogReadResolution(12); // 设置ADC为12位精度 } void loop() { int rawValue = analogRead(SENSOR_PIN); float voltage = rawValue * (3.3 / 4095.0); // 转换为电压值 // 应用软件滤波(移动平均) static float filteredValue = 0; filteredValue = 0.9 * filteredValue + 0.1 * voltage; Serial.print("Raw:"); Serial.print(rawValue); Serial.print(" Filtered:"); Serial.println(filteredValue); delay(20); // 保持约50Hz采样率 } ``` 三、信号处理要点 1. 硬件滤波建议: - 在信号线并联10kΩ电阻和0.1μF电容组成RC低通滤波器 $$ f_c = \frac{1}{2\pi RC} \approx 159Hz $$ 2. 软件算法流程: 1. 原始信号采集 → 2. 移动平均滤波 → 3. 微分处理 → 4. 阈值检测 → 5. 计算心率 四、优化建议 1. 使用DMA加速(需使用ESP32的ADC连续采样模式): ```cpp adc1_config_width(ADC_WIDTH_BIT_12); adc1_config_channel_atten(ADC1_CHANNEL_6, ADC_ATTEN_DB_11); ``` 2. 佩戴注意事项: - 传感器需紧贴皮肤(建议手指或耳垂) - 避免强光直射传感器区域 - 保持身体静止以减少运动伪影 五、常见问题排查 1. 信号质量差: - 检查供电稳定性(建议单独3.3V供电) - 增加硬件RC滤波 - 调整软件滤波系数 2. 心率检测不准: ```cpp // 动态阈值调整示例 static float threshold = 1.5; if(currentValue > previousMax){ threshold = 0.9 * currentValue + 0.1 * threshold; } ``` 六、进阶应用 1. 无线传输方案: - 通过蓝牙BLE广播心率数据(使用ESP32内置蓝牙模块) - 通过WiFi上传至MQTT服务器 2. OTA更新支持: ```cpp ArduinoOTA.begin(); void loop(){ ArduinoOTA.handle(); // 原有代码... } ``` 注意事项: 1. ESP32的ADC非线性误差在100mV左右,精密测量建议外接ADC芯片 2. 长时间监测建议启用ESP32的深度睡眠模式以降低功耗 3. 实际心率计算公式: $$ BPM = \frac{60 \times N}{t} $$ 其中$N$为t秒内检测到的心跳次数 建议配合Arduino Serial Plotter实时观察波形,通过调整滤波参数优化信号质量。
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