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2.2.1 Fotorresistor (MCP3008)

Nota

Dependiendo de la versión de tu kit, identifica si tienes ADC0834 o MCP3008 y sigue la sección correspondiente.

Introducción

El fotorresistor es un componente comúnmente usado para medir la intensidad de la luz ambiental. Ayuda al controlador a reconocer el día y la noche y realizar funciones de control de luz, como una lámpara nocturna. Este proyecto es muy similar al potenciómetro, y podrías pensar que cambia el voltaje para detectar la luz.

Componentes requeridos

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

Principio

Un fotorresistor o célula fotoeléctrica es una resistencia variable controlada por luz. La resistencia de un fotorresistor disminuye a medida que aumenta la intensidad de la luz incidente; en otras palabras, exhibe fotoconductividad. Un fotorresistor puede aplicarse en circuitos detectores de luz y en circuitos de activación por luz u oscuridad.

Diagrama esquemático

Nombre en la T-Board	Físico	WiringPi	BCM
SPICE0	pin24	10	8
SPIMOSI	pin19	12	10
SPIMISO	pin21	13	9
SPISCLK	pin23	14	11
GPIO22	pin15	3	22

Procedimientos experimentales

Paso 1: Construye el circuito.

Para usuarios de lenguaje C

Paso 2: Ve a la carpeta del código.

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/2.2.1-2/

Paso 3: Compila el código.

gcc 2.2.1_Photoresistor.c -o photoresistor -lwiringPi -lm

Paso 4: Ejecuta el archivo compilado.

./photoresistor

Cuando el código se está ejecutando, el brillo del LED cambiará según la intensidad de luz detectada por el fotorresistor.

Nota

Si no funciona después de ejecutar, o aparece el error: «wiringPi.h: No such file or directory», consulta Instalar y Comprobar WiringPi.

Código

#include <wiringPi.h>
#include <wiringPiSPI.h>
#include <stdio.h>
#include <softPwm.h>

#define SPI_CHANNEL 0      // Usar canal SPI 0 (CE0)
#define SPI_SPEED   1000000 // Velocidad SPI de 1 MHz
#define LedPin      3       // GPIO3 (WiringPi) para PWM del LED

// Leer valor ADC del MCP3008, canal 0~7
int readMCP3008(int channel) {
    if (channel < 0 || channel > 7) return -1;

    unsigned char buffer[3];
    buffer[0] = 1;                          // Bit de inicio
    buffer[1] = (8 + channel) << 4;         // Configuración del canal
    buffer[2] = 0;

    wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);

    // Combinar el resultado
    int result = ((buffer[1] & 3) << 8) | buffer[2];
    return result;
}

int main(void) {
    if (wiringPiSetup() == -1) {
        printf("¡Error al iniciar wiringPi!\n");
        return 1;
    }

    if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
        printf("¡Error al configurar SPI!\n");
        return 1;
    }

    softPwmCreate(LedPin, 0, 100); // Inicializar PWM por software

    while (1) {
        int analogVal = readMCP3008(0); // Leer de CH0
        printf("Valor ADC: %d\n", analogVal);

        // Escalar el valor de 10 bits (0–1023) al rango PWM (0–100)
        int pwmVal = analogVal * 100 / 1023;
        softPwmWrite(LedPin, pwmVal);

        delay(100);
    }

    return 0;
}

Explicación del código

El código aquí es el mismo que en 2.1.4 Potenciómetro. Si tienes alguna duda, consulta la explicación del código en 2.1.4 Potenciómetro (MCP3008).

Para usuarios de lenguaje Python

Paso 2: Configura la interfaz SPI e instala la librería spidev (consulta Configuración de SPI para más detalles). Si ya completaste estos pasos, puedes omitirlos.

Paso 3: Ve a la carpeta del código.

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python

Paso 4: Ejecuta el archivo.

sudo python3 2.2.1-2_photoresistor.py

Cuando el código se está ejecutando, el brillo del LED cambiará según la intensidad de luz detectada por el fotorresistor.

Advertencia

Si aparece el error RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address, consulta Si gpiozero no funciona..

Código

Nota

Puedes Modificar/Restablecer/Copiar/Ejecutar/Detener el código a continuación. Antes de eso, ve a la ruta del código fuente como davinci-kit-for-raspberry-pi/python. Después de modificarlo, puedes ejecutarlo directamente para ver el efecto.

#!/usr/bin/env python3

import RPi.GPIO as GPIO
import spidev
import time

# Pin GPIO para el LED PWM
PWM_PIN = 22

# Configuración de GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(PWM_PIN, GPIO.OUT)

# Inicializar PWM (frecuencia = 1000Hz)
pwm = GPIO.PWM(PWM_PIN, 1000)
pwm.start(0)  # Comenzar con ciclo de trabajo 0%

# Inicializar SPI (MCP3008 en bus 0, CE0)
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)
spi.max_speed_hz = 1000000  # 1 MHz

# Función para leer valor ADC del MCP3008
def read_adc(channel):
    """
    Lee valor analógico del MCP3008 (canal 0–7)
    Devuelve: valor de 10 bits (0–1023)
    """
    if channel < 0 or channel > 7:
        return -1
    r = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
    value = ((r[1] & 3) << 8) | r[2]
    return value

# Bucle principal para leer ADC y ajustar brillo PWM
try:
    while True:
        analogVal = read_adc(0)
        print(f"valor = {analogVal}")

        # Escalar valor ADC (0–1023) a ciclo de trabajo (0–100)
        duty_cycle = analogVal * 100 / 1023
        pwm.ChangeDutyCycle(duty_cycle)

        time.sleep(0.2)

except KeyboardInterrupt:
    pass

finally:
    pwm.stop()
    GPIO.cleanup()
    spi.close()

Explicación del código

1. Importar librerías necesarias:

   • RPi.GPIO para controlar pines GPIO y generar señal PWM.

   • spidev para comunicarse con el MCP3008 vía SPI.

   • time para manejar pausas y tiempos.

   #!/usr/bin/env python3
   
   import RPi.GPIO as GPIO
   import spidev
   import time
   

2. Configurar el pin GPIO 22 como salida PWM en modo BCM. Luego, inicializar el PWM a 1000 Hz con ciclo de trabajo inicial de 0%.

   PWM_PIN = 22
   GPIO.setmode(GPIO.BCM)
   GPIO.setup(PWM_PIN, GPIO.OUT)
   pwm = GPIO.PWM(PWM_PIN, 1000)
   pwm.start(0)
   

3. Configurar la interfaz SPI con el MCP3008 en bus 0, CE0 y velocidad 1 MHz.

   spi = spidev.SpiDev()
   spi.open(0, 0)
   spi.max_speed_hz = 1000000
   

4. Definir la función read_adc(channel) para leer valores analógicos del MCP3008.

   def read_adc(channel):
       if channel < 0 or channel > 7:
           return -1
       r = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
       value = ((r[1] & 3) << 8) | r[2]
       return value
   

5. En el bucle principal:

   • Leer la entrada analógica del canal 0.

   • Convertir el valor en ciclo de trabajo PWM (0–100%).

   • Ajustar el brillo del LED con pwm.ChangeDutyCycle().

   • Repetir cada 0.2 segundos.

   # Main loop to read ADC and set PWM brightness
   try:
       while True:
           analogVal = read_adc(0)
           print(f"value = {analogVal}")
   
           # Scale ADC value (0–1023) to duty cycle (0–100)
           duty_cycle = analogVal * 100 / 1023
           pwm.ChangeDutyCycle(duty_cycle)
   
           time.sleep(0.2)
   

6. Si el programa se interrumpe con Ctrl+C, detener el PWM, limpiar los GPIO y cerrar SPI.

   except KeyboardInterrupt:
       pass
   
   finally:
       pwm.stop()
       GPIO.cleanup()
       spi.close()