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.. _3.1.8_c_pi5_mcp3008:

3.1.8 Monitor de Sobrecalentamiento (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 procede con la sección correspondiente.

Introducción
------------

Es posible que quieras crear un dispositivo de monitoreo de sobrecalentamiento que se pueda aplicar en diversas situaciones.  
Por ejemplo, en una fábrica, si queremos tener una alarma y la desconexión automática de la máquina a tiempo cuando hay un circuito sobrecalentado.  
En este proyecto utilizaremos un termistor, joystick, zumbador, LED y pantalla LCD para hacer un dispositivo inteligente de monitoreo de temperatura cuyo umbral sea ajustable.

Componentes necesarios
-----------------------

En este proyecto, necesitaremos los siguientes componentes.

.. image:: ../img/list2_Overheat_Monitor.png
    :align: center

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

============ ======== ======== ===
T-Board Name physical wiringPi BCM
SPICE0       Pin 24   10       8
SPIMOSI      Pin 19   12       10
SPIMISO      Pin 21   13       9
SPISCLK      Pin 23   14       11
GPIO22       Pin 15   3        22
GPIO23       Pin 16   4        23
GPIO24       Pin 18   5        24
SDA1         Pin 3             
SCL1         Pin 5             
============ ======== ======== ===

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

Procedimiento experimental
--------------------------

**Paso 1:** Montar el circuito.

.. image:: ../img/july24_3.1.8_overheat_monitor_mcp3008.png

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

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/3.1.8-2/

**Paso 3:** Compilar el código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    gcc 3.1.8_OverheatMonitor.c -lm -lwiringPi

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

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo ./a.out

Al ejecutar el código, la temperatura actual y el umbral de alta temperatura **40** se mostrarán en la **I2C LCD1602**.  
Si la temperatura actual es mayor que el umbral, el zumbador y el LED se activarán para avisarte.

El **joystick** se utiliza para ajustar el umbral de alta temperatura.  
Mover el joystick en la dirección de los ejes X e Y ajusta (sube o baja) el umbral. Presionar el joystick lo restablece al valor inicial.

.. note::

    * Si aparece el error ``wiringPi.h: No such file or directory``, consulta :ref:`faq_c_nowork`.
    * Si aparece el error ``Unable to open I2C device: No such file or directory``, debes consultar :ref:`i2c_config` para habilitar I2C y comprobar que el cableado sea correcto.
    * Si el código y el cableado son correctos, pero la LCD no muestra contenido, puedes girar el potenciómetro de la parte trasera para aumentar el contraste.

Explicación del código
----------------------

.. code-block:: c

    int read_ADC(int channel) {
        if (channel < 0 || channel > 7) return -1;
        unsigned char buffer[3];
        buffer[0] = 1;
        buffer[1] = (8 + channel) << 4;
        buffer[2] = 0;
        wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);
        return ((buffer[1] & 0x03) << 8) | buffer[2];
    }

Lee un valor analógico de 10 bits desde un canal (CH0–CH7) del MCP3008 usando SPI y devuelve un entero de 0 a 1023.

.. code-block:: c

    int get_joystick_value() {
        int x = read_ADC(1);
        int y = read_ADC(2);

        if (x > 900)      return 1;   // Derecha
        else if (x < 100) return -1;  // Izquierda
        else if (y > 900) return -10; // Arriba
        else if (y < 100) return 10;  // Abajo
        else              return 0;
    }

Lee los valores analógicos del joystick en los canales CH1 y CH2. Devuelve un número que indica la dirección del movimiento según los umbrales.

.. code-block:: c

    void upper_tem_setting() {
        write_lcd(0,0, "Upper Adjust:");

        int change = get_joystick_value();

        if (change != 0 && change != lastJoystickChange) {
            upperTem += change;
            lastJoystickChange = change;
        }
        else if (change == 0) {
            lastJoystickChange = 0;
        }

        char str[6];
        snprintf(str, sizeof(str), "%d", upperTem);
        write_lcd(0,1, str);
        write_lcd(strlen(str),1, "            ");

        delay(100);
    }

Permite ajustar el umbral de temperatura con el joystick.  
Evita cambios repetidos si se mantiene la dirección.

.. code-block:: c

    double temperature() {
        int raw = read_ADC(0);
        double Vr = 3.3 * ((double)raw / 1023.0);
        double Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr);
        double tempK = 1.0 / ((log(Rt/10000.0)/3950.0) + 1.0/(273.15+25.0));
        return tempK - 273.15;
    }

Lee el valor analógico desde CH0 (termistor) y usa la ecuación de Steinhart–Hart para calcular la temperatura en °C.

.. code-block:: c

    void monitoring_temp() {
        char str[6];
        double cel = temperature();
        snprintf(str, sizeof(str), "%.2f", cel);
        write_lcd(0,0, "Temp: ");
        write_lcd(6,0, str);

        snprintf(str, sizeof(str), "%d", upperTem);
        write_lcd(0,1, "Upper: ");
        write_lcd(7,1, str);
        delay(100);

        if (cel >= upperTem) {
            digitalWrite(buzzPin, HIGH);
            digitalWrite(LedPin,  HIGH);
        } else {
            digitalWrite(buzzPin, LOW);
            digitalWrite(LedPin,  LOW);
        }
    }

Lee continuamente la temperatura y muestra junto al umbral en la LCD.  
Si la temperatura supera el umbral, enciende el zumbador y el LED.

.. code-block:: c

    void setup_all() {
        fd = wiringPiI2CSetup(LCDAddr);
        lcd_init();
        if (wiringPiSetup() == -1 || wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
            printf("¡Configuración fallida!\n");
            return;
        }
        pinMode(Joy_BtnPin, INPUT);
        pullUpDnControl(Joy_BtnPin, PUD_UP);
        pinMode(buzzPin, OUTPUT);
        pinMode(LedPin,  OUTPUT);
    }

Inicializa la LCD, SPI y los pines GPIO para el botón del joystick, zumbador y LED.  
Activa la resistencia pull-up para el botón del joystick.

.. code-block:: c

    int main(void) {
        setup_all();

        int lastBtnState = HIGH;
        int stage = 0;

        while (1) {
            int curBtn = digitalRead(Joy_BtnPin);
            if (curBtn == HIGH && lastBtnState == LOW) {
                stage = (stage + 1) % 2;
                lastJoystickChange = 0;
                delay(100);
                lcd_clear();
            }
            lastBtnState = curBtn;

            if (stage == 1)
                upper_tem_setting();
            else
                monitoring_temp();
        }

        return 0;
    }

Bucle principal con dos modos:

1. Monitoreo de temperatura.
2. Ajuste del umbral usando el joystick.

El cambio de modo ocurre cuando se suelta el botón del joystick.