Raspberry Pi Pico als Referenzspannungsquelle mit MCP4725

Der Raspberry Pi Pico ist ein leistungsfähiger Mikrocontroller mit vielen digitalen Ein- und Ausgängen. Allerdings besitzt er keinen analogen Ausgang. Er kann also keine echten analogen Spannungen erzeugen, sondern nur digitale Signale (z. B. PWM). Für die Ausgabe analoger Signale wird ein Digital-Analog-Wandler (DAC) benötigt. Ein solcher DAC kann im einfachsten Fall ein MCP4725-Modul sein, der vom Raspberry Pi Pico gesteuert wird.

Ein MCP4725-Modul kann dazu verwendet werden, um eine feste Spannung zu erzeugen. Diese Gleichspannung kann zwischen 0 und der DAC-Versorgungsspannung (z. B. 3,3 Volt) liegen. Damit lässt sich der Raspberry Pi Pico als einstellbare Referenzspannungsquelle nutzen. Diese Referenzspannung kann zum Beispiel dazu verwendet werden, um das Mini-Voltmeter zu kalibrieren, wenn diese Möglichkeit besteht.

Aufbau und Bauteile

Raspberry Pi Pico: MCP4725 programmieren

Raspberry Pi Pico		MCP4725-Modul
3V3	Pin 36	3V3
GND	Pin 33	GND
GPIO0 I2C SDA	Pin 1	I2C SDA
GPIO1 I2C SCL	Pin 2	I2C SCL

Programmcode

Im folgenden Programmcode nutzt der Raspberry Pi Pico einen MCP4725 (Digital-Analog-Wandler, DAC), um eine Referenzspannung zu erzeugen.
Das Programm steuert über den I2C-Bus den MCP4725, der aus einem digitalen Wert (Ganzzahl von 0 bis 4.095) eine analoge Gleichspannung zwischen 0 V und der Versorgungsspannung erzeugt.

# Bibliotheken laden
import machine
import time

# Konfiguration: Referenzspannung/Gleichspannung
V_REFERENCE = 3.0   # Ausgangsspannung in Volt
VCC_DAC     = 3.3   # VCC in Volt

# I2C-Initialisierung
DAC = machine.I2C(0, scl=machine.Pin(1), sda=machine.Pin(0), freq=400000)

# Minimal- und Maximal-Werte setzen
voltage = max(0, min(VCC_DAC, V_REFERENCE))

# Spannung in Dezimalzahl umrechnen (12 Bit: 0 - 4095)
value = int((voltage / VCC_DAC) * 4095)

# Daten an den DAC senden (Fast Mode)
DAC.writeto(0x60, bytes([(value >> 8) & 0x0F, value & 0xFF]))