.. note::

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.. _2.2.1_c_mcp3008:

2.2.1 Fotorresistor (MCP3008)
=============================

.. note::

   .. image:: img/mcp3008_and_adc0834.jpg
      :width: 25%
      :align: left

   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.

.. image:: img/list2_2.2.1_photoresistor.png

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.

.. image:: img/image196.png
    :width: 200
    :align: center

Diagrama esquemático
--------------------

.. list-table::
    :widths: 30 30 30 30
    :header-rows: 1

    *   - 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

.. image:: img/schematic_2.2.1_photoresistor_mcp3008.png

Procedimientos experimentales
-----------------------------

**Paso 1:** Construye el circuito.

.. image:: img/july24_2.2.1_photoresistor_mcp3008.png

Para usuarios de lenguaje C
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

**Paso 2:** Ve a la carpeta del código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

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

**Paso 3:** Compila el código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

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

**Paso 4:** Ejecuta el archivo compilado.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    ./photoresistor

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

.. note::

    Si no funciona después de ejecutar, o aparece el error: "wiringPi.h: No such file or directory", consulta :ref:`install_wiringpi`.

**Código**

.. code-block:: c

    #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 :ref:`2.1.4_c_mcp3008`.

Para usuarios de lenguaje Python
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

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

**Paso 3:** Ve a la carpeta del código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

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

**Paso 4:** Ejecuta el archivo.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    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.

.. warning::

    Si aparece el error ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, consulta :ref:`faq_soc`.

**Código**

.. note::

    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.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    #!/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.

   .. code-block:: python

       #!/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%.

   .. code-block:: python

       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.

   .. code-block:: python

       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.

   .. code-block:: python

       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.


   .. code-block:: python

       # 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.

   .. code-block:: python

       except KeyboardInterrupt:
           pass

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