$2.97 का ADC, कितना खराब हो सकता है?

 (excamera.substack.com)
1 पॉइंट द्वारा GN⁺ 2025-10-16 | अभी कोई टिप्पणी नहीं है. | WhatsApp पर शेयर करें
  • कम कीमत वाला ADS1115 ADC मॉड्यूल आधिकारिक स्पेक्स के लगभग समान फीचर देता है
  • Programmable Gain Amplifier फीचर की मदद से बहुत छोटे voltage range में भी उच्च measurement precision मिलती है
  • कुछ सस्ते बोर्डों में measurement speed और accuracy में विचलन के मामले पाए गए
  • एक सरल calibration algorithm लागू करने पर काफी सटीक परिणाम निकाले जा सकते हैं
  • सस्ते पार्ट्स में निर्माण-स्तर के defect या copy part होने की संभावना है, लेकिन सामान्य उपयोग में बड़ी दिक्कत नहीं है

कम कीमत वाले ADS1115 ADC का वास्तविक प्रदर्शन परीक्षण

अवलोकन

  • embedded कामों में आमतौर पर microcontroller में built-in ADC (analog-to-digital converter) का उपयोग किया जाता है
  • built-in ADC सस्ता और तेज़ होता है, लेकिन वास्तविक measurement bit count (ENOB) आमतौर पर 8~9 bit स्तर का होता है
  • हाल ही में Texas Instruments(TI) के ADS1115 मॉड्यूल का परीक्षण किया गया
  • ADS1115 अधिकतम 16-bit accuracy देने वाला एक external ADC है

ADS1115 की मुख्य विशेषताएँ

  • dynamic range बढ़ाने की क्षमता के कारण छोटे voltage को मापते समय अधिकतम 20 गुना अधिक बारीकी से मापा जा सकता है
  • Programmable Gain Amplifier(PGA) के जरिए पूरे measurement range को ±6.144 V से ±0.256 V तक समायोजित किया जा सकता है
    • न्यूनतम LSB लगभग 7.8 μV (0.256 V ÷ 32768) है, इसलिए बहुत सूक्ष्म बदलाव भी पहचाने जा सकते हैं
    • पारंपरिक microcontroller built-in ADC (3.3V मानक, 9 ENOB) में एक step लगभग 6mV होने की तुलना में इसकी resolution कहीं बेहतर है
  • internal voltage reference के उपयोग से RP2040 जैसे बाहरी analog reference की ज़रूरत वाले MCU की तुलना में यह लाभ देता है

कीमत से जुड़ा मुद्दा और टेस्ट वातावरण

  • ADS1115 की कीमत 1,000 यूनिट के आधार पर Digikey पर लगभग $4 और LCSC पर $0.60 है, यानी कीमत में बड़ा अंतर है
  • Amazon से प्रति यूनिट $2.97 वाला ADS1115 breakout board खरीदा गया (संभावना है कि उसमें $0.60 वाला पार्ट इस्तेमाल हुआ हो)
  • तुलना परीक्षण के लिए Adafruit का महंगा (असली) बोर्ड भी अलग से खरीदा जाना है

वास्तविक परीक्षण प्रक्रिया

  • I²CMini और एक precision DC voltage source की मदद से सस्ते बोर्ड का परीक्षण किया गया

  • मुख्य जाँच बिंदु:

    • क्या यह स्पेक के अनुसार काम करता है
    • या फिर कोई और सस्ता पार्ट ADS1115 के रूप में बेचा जा रहा है

  • परीक्षण परिणाम

    • बुनियादी व्यवहार, 16-bit output, Programmable Gain Amplifier, विभिन्न sampling speed आदि कुल मिलाकर TI datasheet से मेल खाते हैं
    • differential mode में input जोड़ने पर हमेशा 0 मापना, 2.5V input पर सही measurement देना, polarity उलटने पर उलटा मान दिखाना—इन बुनियादी व्यवहारों में कोई समस्या नहीं मिली

measurement accuracy और त्रुटि

  • Data Rate(sampling speed) : TI स्पेक के अनुसार ±10% के भीतर विचलन स्वीकार्य है
    • 8 SPS मोड में तीन बोर्ड 6.5~7 SPS पर थोड़ा धीमे चले
    • एक बोर्ड 300 SPS पर पूरी तरह गलत timing के साथ चला, इसलिए उसे आगे के परीक्षण से हटा दिया गया
  • precision voltage(2.50067V) मापने पर 2.4883V output, यानी लगभग 12mV/0.5% की त्रुटि मिली (TI के आधिकारिक स्पेक से अधिक)
  • microcontroller पर एक सरल linear calibration algorithm लागू करने से त्रुटि 10 μV के भीतर सुधर गई

निष्कर्ष

  • अनुमान है कि कम कीमत वाले hobbyist distribution चैनल में defect वाले या असली उत्पाद की तुलना में कम स्पेक वाले पार्ट्स आ गए हैं
  • मूल रूप से यह काफ़ी सटीक measurement करने में सक्षम है, और software calibration कर देने पर वास्तविक उपयोग में बड़ी समस्या नहीं होती
  • महंगे असली बोर्ड को बाद में प्राप्त कर समान परिस्थितियों में दोबारा परीक्षण किया जाएगा

समापन

  • कम कीमत वाला ADS1115 कीमत के मुकाबले काफ़ी अच्छा value देता है
  • hardware/firmware स्तर पर सरल calibration जोड़ दी जाए तो व्यावहारिक accuracy हासिल की जा सकती है
  • defect जैसी समस्याओं की पुष्टि के लिए खरीद स्रोत और quality control पर ध्यान देना ज़रूरी है

संबंधित पढ़ाई

अभी कोई टिप्पणी नहीं है.

अभी कोई टिप्पणी नहीं है.