.. note::

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3.1.8 Monitor de Sobrecalentamiento
==========================================


.. 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 procede con la sección correspondiente.


Introducción
-------------------

Podrías querer crear un dispositivo de monitoreo de sobrecalentamiento que 
se aplique a diversas situaciones, por ejemplo, en una fábrica, si se necesita 
una alarma y el apagado automático oportuno de una máquina cuando hay sobrecalentamiento 
en el circuito. En esta lección, usaremos un termistor, un joystick, un zumbador, un LED 
y una pantalla LCD para crear un dispositivo inteligente de monitoreo de temperatura cuyo umbral es ajustable.

Componentes
-----------------

.. image:: img/list_Overheat_Monitor.png
    :align: center

.. image:: img/list_Overheat_Monitor2.png
    :align: center

Diagrama de Esquema
--------------------------

============ ======== ======== ===
T-Board Name physical wiringPi BCM
GPIO17       Pin 11   0        17
GPIO18       Pin 12   1        18
GPIO27       Pin 13   2        27
GPIO22       Pin15    3        22
GPIO23       Pin16    4        23
GPIO24       Pin18    5        24
SDA1         Pin 3             
SCL1         Pin 5             
============ ======== ======== ===

.. image:: img/Schematic_three_one8.png
   :width: 700
   :align: center

Procedimiento Experimental
-----------------------------

**Paso 1:** Construir el circuito.

.. image:: img/image258.png
   :alt: Overheat Monitor_bb
   :width: 800

**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/3.1.8/

**Paso 3**: Compila el código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    gcc 3.1.8_OverheatMonitor.c -lwiringPi -lm

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

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo ./a.out

Al ejecutarse el código, se muestra en la **I2C LCD1602** la temperatura 
actual y el umbral de temperatura alta, que inicialmente es **40**. Si la 
temperatura actual supera el umbral, el zumbador y el LED se activan para 
alertarte.

.. note::

    Si el programa no funciona después de ejecutarlo o aparece el mensaje de error: "wiringPi.h: No such file or directory", consulta :ref:`faq_c_nowork`.


**Joystick** aquí se utiliza para ajustar el umbral de temperatura alta. Al 
mover el **Joystick** en las direcciones de los ejes X o Y puedes ajustar 
(subir o bajar) el umbral de temperatura alta actual. Presiona el **Joystick** 
nuevamente para restablecer el umbral al valor inicial.

**Explicación del Código**

.. code-block:: c

    int get_joystick_value(){
        uchar x_val;
        uchar y_val;
        x_val = get_ADC_Result(1);
        y_val = get_ADC_Result(2);
        if (x_val > 200){
            return 1;
        }
        else if(x_val < 50){
            return -1;
        }
        else if(y_val > 200){
            return -10;
        }
        else if(y_val < 50){
            return 10;
        }
        else{
            return 0;
        }
    }

Esta función lee los valores de X y Y. Si **X>200**, devuelve "**1**"; si 
**X<50**, devuelve "**-1**"; si **y>200**, devuelve "**-10**", y si **y<50**, 
devuelve "**10**".

.. code-block:: c

    void upper_tem_setting(){
        write(0, 0, "Upper Adjust:");
        int change = get_joystick_value();
        upperTem = upperTem + change;
        char str[6];
        snprintf(str,3,"%d",upperTem);
        write(0,1,str);
        int len;
        len = strlen(str);
        write(len,1,"             ");
        delay(100);
    }

Esta función permite ajustar el umbral y mostrarlo en la pantalla I2C LCD1602.

.. code-block:: c

    double temperature(){
        unsigned char temp_value;
        double Vr, Rt, temp, cel, Fah;
        temp_value = get_ADC_Result(0);
        Vr = 5 * (double)(temp_value) / 255;
        Rt = 10000 * (double)(Vr) / (5 - (double)(Vr));
        temp = 1 / (((log(Rt/10000)) / 3950)+(1 / (273.15 + 25)));
        cel = temp - 273.15;
        Fah = cel * 1.8 +32;
        return cel;
    }

Lee el valor analógico de **CH0** (termistor) del **ADC0834** y luego lo 
convierte en un valor de temperatura.

.. code-block:: c

    void monitoring_temp(){
        char str[6];
        double cel = temperature();
        snprintf(str,6,"%.2f",cel);
        write(0, 0, "Temp: ");
        write(6, 0, str);
        snprintf(str,3,"%d",upperTem);
        write(0, 1, "Upper: ");
        write(7, 1, str);
        delay(100);
        if(cel >= upperTem){
            digitalWrite(buzzPin, HIGH);
            digitalWrite(LedPin, HIGH);
        }
        else if(cel < upperTem){
            digitalWrite(buzzPin, LOW);
            digitalWrite(LedPin, LOW);
        }
    }

Al ejecutar el código, se muestra en la **I2C LCD1602** la temperatura actual 
y el umbral de temperatura alta, que inicialmente es **40**. Si la temperatura 
actual supera el umbral, el zumbador y el LED se activan para alertarte.

.. code-block:: c

    int main(void)
    {
        setup();
        int lastState =1;
        int stage=0;
        while (1)
        {
            int currentState = digitalRead(Joy_BtnPin);
            if(currentState==1 && lastState == 0){
                stage=(stage+1)%2;
                delay(100);
                lcd_clear();
            }
            lastState=currentState;
            if (stage==1){
                upper_tem_setting();
            }
            else{
                monitoring_temp();
            }
        }
        return 0;
    }

La función main() contiene el proceso completo del programa como se muestra a 
continuación:

1) Al iniciar el programa, el valor inicial de **stage** es **0**, y la 
temperatura actual y el umbral de temperatura alta **40** se muestran en 
la **I2C LCD1602**. Si la temperatura actual supera el umbral, el zumbador 
y el LED se activan para alertar.

2) Al presionar el Joystick, **stage** cambiará a **1**, y podrás ajustar el 
umbral de temperatura alta. Al mover el Joystick en las direcciones de los 
ejes X o Y, puedes ajustar (subir o bajar) el umbral actual. Presiona el 
Joystick nuevamente para restablecer el umbral al valor inicial.

**Para Usuarios de Lenguaje Python**
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

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

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

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

**Paso 3**: Ejecuta el archivo.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo python3 3.1.8_OverheatMonitor.py

Al ejecutar el código, la temperatura actual y el umbral de temperatura 
alta **40** se muestran en la **I2C LCD1602**. Si la temperatura actual 
supera el umbral, el zumbador y el LED se activarán para alertarte.

El **Joystick** se utiliza para ajustar el umbral de temperatura alta. 
Moviendo el **Joystick** en la dirección del eje X o Y puedes aumentar o 
disminuir el umbral de temperatura alta. Presiona el **Joystick** nuevamente 
para restablecer el umbral al valor inicial.

**Código**

.. note::

    Puedes **Modificar/Restablecer/Copiar/Ejecutar/Detener** el código a continuación. Pero antes, necesitas ir a la ruta del código fuente como ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python``.
    
.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    import LCD1602
    import RPi.GPIO as GPIO
    import ADC0834
    import time
    import math

    Joy_BtnPin = 22
    buzzPin = 23
    ledPin = 24


    upperTem = 40

    def setup():
        ADC0834.setup()
        GPIO.setmode(GPIO.BCM)
        GPIO.setup(ledPin, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
        GPIO.setup(buzzPin, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
        GPIO.setup(Joy_BtnPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
        LCD1602.init(0x27, 1)

    def get_joystick_value():
        x_val = ADC0834.getResult(1)
        y_val = ADC0834.getResult(2)
        if(x_val > 200):
            return 1
        elif(x_val < 50):
            return -1
        elif(y_val > 200):
            return -10
        elif(y_val < 50):
            return 10
        else:
            return 0

    def upper_tem_setting():
        global upperTem
        LCD1602.write(0, 0, 'Upper Adjust: ')
        change = int(get_joystick_value())
        upperTem = upperTem + change
        strUpperTem = str(upperTem)
        LCD1602.write(0, 1, strUpperTem)
        LCD1602.write(len(strUpperTem),1, '              ')
        time.sleep(0.1)

    def temperature():
        analogVal = ADC0834.getResult()
        Vr = 5 * float(analogVal) / 255
        Rt = 10000 * Vr / (5 - Vr)
        temp = 1/(((math.log(Rt / 10000)) / 3950) + (1 / (273.15+25)))
        Cel = temp - 273.15
        Fah = Cel * 1.8 + 32
        return round(Cel,2)

    def monitoring_temp():
        global upperTem
        Cel=temperature()
        LCD1602.write(0, 0, 'Temp: ')
        LCD1602.write(0, 1, 'Upper: ')
        LCD1602.write(6, 0, str(Cel))
        LCD1602.write(7, 1, str(upperTem))
        time.sleep(0.1)
        if Cel >= upperTem:
            GPIO.output(buzzPin, GPIO.HIGH)
            GPIO.output(ledPin, GPIO.HIGH)
        else:
            GPIO.output(buzzPin, GPIO.LOW)
            GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)       

    def loop():
        lastState=1
        stage=0
        while True:
            currentState=GPIO.input(Joy_BtnPin)
            if currentState==1 and lastState ==0:
                stage=(stage+1)%2
                time.sleep(0.1)    
                LCD1602.clear()
            lastState=currentState
            if stage == 1:
                upper_tem_setting()
            else:
                monitoring_temp()
        
    def destroy():
        LCD1602.clear() 
        ADC0834.destroy()
        GPIO.cleanup()

    if __name__ == '__main__':     # El programa comienza aquí
        try:
            setup()
            while True:
                loop()
        except KeyboardInterrupt:   # Cuando se presiona 'Ctrl+C', se ejecutará la función destroy()
            destroy()

**Explicación del Código**

.. code-block:: python

    def get_joystick_value():
        x_val = ADC0834.getResult(1)
        y_val = ADC0834.getResult(2)
        if(x_val > 200):
            return 1
        elif(x_val < 50):
            return -1
        elif(y_val > 200):
            return -10
        elif(y_val < 50):
            return 10
        else:
            return 0

Esta función lee los valores de X e Y. Si **X > 200**, devuelve "**1**"; 
si **X < 50**, devuelve "**-1**"; si **y > 200**, devuelve "**-10**"; 
y si **y < 50**, devuelve "**10**".

.. code-block:: python

    def upper_tem_setting():
        global upperTem
        LCD1602.write(0, 0, 'Upper Adjust: ')
        change = int(get_joystick_value())
        upperTem = upperTem + change
    LCD1602.write(0, 1, str(upperTem))
    LCD1602.write(len(strUpperTem),1, '              ')
        time.sleep(0.1)

Esta función ajusta el umbral y lo muestra en la I2C LCD1602.

.. code-block:: python

    def temperature():
        analogVal = ADC0834.getResult()
        Vr = 5 * float(analogVal) / 255
        Rt = 10000 * Vr / (5 - Vr)
        temp = 1/(((math.log(Rt / 10000)) / 3950) + (1 / (273.15+25)))
        Cel = temp - 273.15
        Fah = Cel * 1.8 + 32
        return round(Cel,2)

Lee el valor analógico del **CH0** (termistor) del **ADC0834** y lo convierte 
en valor de temperatura.

.. code-block:: python

    def monitoring_temp():
        global upperTem
        Cel=temperature()
        LCD1602.write(0, 0, 'Temp: ')
        LCD1602.write(0, 1, 'Upper: ')
        LCD1602.write(6, 0, str(Cel))
        LCD1602.write(7, 1, str(upperTem))
        time.sleep(0.1)
        if Cel >= upperTem:
            GPIO.output(buzzPin, GPIO.HIGH)
            GPIO.output(ledPin, GPIO.HIGH)
        else:
            GPIO.output(buzzPin, GPIO.LOW)
            GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)

Al ejecutar el código, la temperatura actual y el umbral de alta temperatura 
**40** se muestran en **I2C LCD1602**. Si la temperatura actual supera el 
umbral, el zumbador y el LED se activarán para alertarte.

.. code-block:: python

    def loop():
        lastState=1
        stage=0
        while True:
            currentState=GPIO.input(Joy_BtnPin)
            if currentState==1 and lastState ==0:
                stage=(stage+1)%2
                time.sleep(0.1)    
                LCD1602.clear()
            lastState=currentState
            if stage == 1:
                upper_tem_setting()
            else:
                monitoring_temp()

La función main() contiene todo el proceso del programa como se muestra:

1) Al iniciar el programa, el valor inicial de **stage** es **0**, 
   y la temperatura actual y el umbral de alta temperatura **40** 
   se muestran en **I2C LCD1602**. Si la temperatura actual es mayor 
   que el umbral, el zumbador y el LED se activarán para alertarte.

2) Presiona el Joystick y **stage** cambiará a **1**, permitiéndote 
   ajustar el umbral de alta temperatura. Moviendo el Joystick en 
   las direcciones del eje X e Y se puede ajustar (aumentar o disminuir) 
   el umbral de temperatura actual. Vuelve a presionar el Joystick para 
   restablecer el umbral al valor inicial.

Imagen del Fenómeno
-------------------------

.. image:: img/image259.jpeg
   :align: center