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3.1.5 Indicador de Batería (MCP3008)
Nota
Dependiendo de la versión de tu kit, identifica si tienes ADC0834 o MCP3008 y procede con la sección correspondiente.
Introducción
En este proyecto, crearemos un dispositivo indicador de batería que pueda mostrar visualmente el nivel de la batería en una barra de LED.
Advertencia
No utilices baterías que superen los 3.3V para evitar sobrecargas que puedan dañar el chip o la Raspberry Pi.
Componentes necesarios
En este proyecto, necesitaremos los siguientes componentes.
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 |
GPIO25 |
Pin 22 |
6 |
25 |
GPIO12 |
Pin 32 |
26 |
12 |
GPIO16 |
Pin 36 |
27 |
16 |
GPIO20 |
Pin 38 |
28 |
20 |
GPIO21 |
Pin 40 |
29 |
21 |
GPIO5 |
Pin 29 |
21 |
5 |
GPIO6 |
Pin 31 |
22 |
6 |
GPIO13 |
Pin 33 |
23 |
13 |
GPIO19 |
Pin 35 |
24 |
19 |
GPIO26 |
Pin 37 |
25 |
26 |
Procedimiento experimental
Paso 1: Montar el circuito.
Paso 2: Ir a la carpeta del código.
cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/3.1.5-2/
Paso 3: Compilar el código.
gcc 3.1.5_BatteryIndicator.c -lwiringPi
Paso 4: Ejecutar el archivo compilado.
sudo ./a.out
Después de ejecutar el programa, conecta un cable desde el pin 3 del MCP3008 y otro desde GND, y luego conéctalos a los dos polos de una batería. Podrás ver que los LED correspondientes en la barra se encienden para mostrar el nivel de carga (rango de medición: 0–5V).
Nota
Si no funciona después de ejecutarlo o aparece el error: «wiringPi.h: No such file or directory», consulta ¿El código en C no funciona?.
Código
#include <wiringPi.h>
#include <wiringPiSPI.h>
#include <stdio.h>
#define SPI_CHANNEL 0
#define SPI_SPEED 1000000 // 1MHz
#define VREF 3.3
int pins[10] = {6, 26, 27, 28, 29, 21, 22, 23, 24, 25};
int read_ADC(int channel)
{
if (channel < 0 || channel > 7) return -1;
unsigned char buffer[3];
buffer[0] = 1; // Bit de inicio
buffer[1] = (8 + channel) << 4; // Modo entrada única
buffer[2] = 0;
wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);
int value = ((buffer[1] & 3) << 8) | buffer[2];
return value;
}
void LedBarGraph(int value) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
if (i < value)
digitalWrite(pins[i], HIGH);
else
digitalWrite(pins[i],LOW);
}
}
int main(void)
{
if (wiringPiSetup() == -1) {
printf("¡Fallo en la configuración de wiringPi!\n");
return 1;
}
if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
printf("¡Fallo en la configuración de SPI!\n");
return 1;
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {
pinMode(pins[i], OUTPUT);
digitalWrite(pins[i], HIGH);
}
while (1) {
int analogVal = read_ADC(0); // MCP3008 CH0
if (analogVal < 0) continue;
float voltage = analogVal * VREF / 1023.0;
int level = analogVal * 10 / 1024;
if (level > 10) level = 10;
LedBarGraph(level);
printf("Valor ADC: %d\tVoltaje: %.2f V\tNivel: %d\n", analogVal, voltage, level);
delay(200);
}
return 0;
}
Explicación del código
int read_ADC(int channel)
{
if (channel < 0 || channel > 7) return -1;
unsigned char buffer[3];
buffer[0] = 1; // Bit de inicio
buffer[1] = (8 + channel) << 4; // Modo entrada única, CH0~CH7
buffer[2] = 0;
wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);
int value = ((buffer[1] & 3) << 8) | buffer[2]; // Combina el resultado de 10 bits
return value;
}
Esta función lee valores analógicos desde el chip ADC MCP3008 usando SPI.
El parámetro channel selecciona una de las 8 entradas analógicas (CH0–CH7).
El MCP3008 devuelve un valor digital de 10 bits entre 0 y 1023 que representa el voltaje analógico.
void LedBarGraph(int value) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
if (i < value)
digitalWrite(pins[i], HIGH); // Enciende LED (activo en alto)
else
digitalWrite(pins[i], LOW); // Apaga LED
}
}
Esta función controla una barra de LED de 10 segmentos. Cada LED representa 1/10 del rango de voltaje. Los LED se encienden en orden hasta el nivel especificado.
Nota: Esta versión asume que los ánodos de los LED están conectados a los GPIO y los cátodos a GND (activo en alto).
int main(void)
{
if (wiringPiSetup() == -1) {
printf("¡Fallo en la configuración de wiringPi!\n");
return 1;
}
if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
printf("¡Fallo en la configuración de SPI!\n");
return 1;
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {
pinMode(pins[i], OUTPUT);
digitalWrite(pins[i], HIGH); // Inicializa todos los LED encendidos
}
while (1) {
int analogVal = read_ADC(0); // Lee voltaje en CH0
if (analogVal < 0) continue;
float voltage = analogVal * VREF / 1023.0;
int level = analogVal * 10 / 1024; // Escala a niveles 0–10
if (level > 10) level = 10;
LedBarGraph(level); // Muestra el nivel en los LED
printf("Valor ADC: %d\tVoltaje: %.2f V\tNivel: %d\n", analogVal, voltage, level);
delay(200); // Frecuencia de actualización: 5 Hz
}
return 0;
}
Lógica principal del programa:
Inicializa wiringPi y la comunicación SPI.
Configura los pines GPIO como salidas para controlar la barra de 10 LED.
Lee continuamente el voltaje analógico a través del MCP3008 (CH0).
Convierte la lectura a voltaje usando
VREF = 3.3V.Escala el voltaje a un nivel de 0–10 y enciende la cantidad correspondiente de LED.
Muestra en consola el valor ADC, el voltaje (en voltios) y el nivel de LED.
Esto actúa como un indicador visual del nivel de batería o voltímetro analógico.