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2.2.2 Termistor (MCP3008)

Nota

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

Introducción

Al igual que una fotorresistencia puede detectar la luz, un termistor es un dispositivo electrónico sensible a la temperatura que puede utilizarse para realizar funciones de control de temperatura, como hacer una alarma de calor.

Componentes necesarios

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

Diagrama esquemático

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

Procedimientos experimentales

Paso 1: Construir el circuito.

Paso 2: Configurar la interfaz SPI e instalar la librería spidev (consulta Configuración de SPI para instrucciones detalladas). Si ya has completado estos pasos, puedes saltar este paso.

Paso 3: Ir a la carpeta del código.

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5

Paso 4: Ejecutar el archivo.

sudo python3 2.2.2-2_Thermistor_zero.py

Cuando el código se ejecuta, el termistor detecta la temperatura ambiente y la mostrará en pantalla una vez que el programa termine el cálculo.

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 siguiente código. Pero antes de eso, debes ir a la ruta del código fuente como davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5. Después de modificar el código, puedes ejecutarlo directamente para ver el efecto.

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

import spidev
import time
import math

# Inicializar SPI para MCP3008 (Bus 0, CE0)
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)  # Bus 0, Dispositivo 0 (CE0)
spi.max_speed_hz = 1000000  # 1 MHz

def read_adc(channel):
    """
    Leer valor analógico del canal MCP3008 (0–7)
    """
    if channel < 0 or channel > 7:
        return -1
    # Formato de comunicación MCP3008
    adc = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
    value = ((adc[1] & 0x03) << 8) | adc[2]
    return value

try:
    while True:
        # Leer valor analógico del CH0 de MCP3008
        analogVal = read_adc(0)

        # Convertir a voltaje (referencia 3.3V)
        Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0

        # Calcular resistencia del termistor
        Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr)

        # Calcular temperatura en Kelvin usando la aproximación de Steinhart–Hart
        tempK = 1.0 / (((math.log(Rt / 10000.0)) / 3950.0) + (1.0 / (273.15 + 25.0)))

        # Convertir a Celsius y Fahrenheit
        Cel = tempK - 273.15
        Fah = Cel * 1.8 + 32

        # Imprimir la temperatura
        print('Celsius: %.2f °C  Fahrenheit: %.2f °F' % (Cel, Fah))

        # Esperar antes de la siguiente lectura
        time.sleep(0.2)

except KeyboardInterrupt:
    spi.close()

Explicación del código

1. Esta sección importa el módulo spidev para comunicarse con el MCP3008 a través de SPI, el módulo time para retardos y el módulo math para los cálculos logarítmicos necesarios en la conversión de temperatura.

   #!/usr/bin/env python3
   # -*- coding: utf-8 -*-
   
   import spidev
   import time
   import math
   

2. Inicializa la interfaz SPI para MCP3008 en el bus 0 y dispositivo 0 (CE0), configurando la velocidad máxima del reloj SPI a 1 MHz.

   # Inicializar SPI para MCP3008 (Bus 0, CE0)
   spi = spidev.SpiDev()
   spi.open(0, 0)  # Bus 0, Dispositivo 0 (CE0)
   spi.max_speed_hz = 1000000  # 1 MHz
   

3. Define una función para leer valores analógicos de un canal específico del MCP3008 (0–7). Se utiliza el protocolo SPI para comunicarse con el MCP3008, y se devuelve un entero de 10 bits (0–1023).

   def read_adc(channel):
       """
       Leer valor analógico del canal MCP3008 (0–7)
       """
       if channel < 0 or channel > 7:
           return -1
       # Formato de comunicación MCP3008
       adc = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
       value = ((adc[1] & 0x03) << 8) | adc[2]
       return value
   

4. Implementa un bucle que lee continuamente valores analógicos de un termistor conectado al CH0 del MCP3008. Convierte la lectura en voltaje (basado en referencia de 3.3V), luego en resistencia y finalmente en temperatura usando la ecuación de Steinhart–Hart. La temperatura se muestra en Celsius y Fahrenheit. Se añade un breve retardo entre lecturas.

   try:
       while True:
           # Leer valor analógico del CH0 de MCP3008
           analogVal = read_adc(0)
   
           # Convertir a voltaje (referencia 3.3V)
           Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0
   
           # Calcular resistencia del termistor
           Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr)
   
           # Calcular temperatura en Kelvin usando la aproximación de Steinhart–Hart
           tempK = 1.0 / (((math.log(Rt / 10000.0)) / 3950.0) + (1.0 / (273.15 + 25.0)))
   
           # Convertir a Celsius y Fahrenheit
           Cel = tempK - 273.15
           Fah = Cel * 1.8 + 32
   
           # Imprimir la temperatura
           print('Celsius: %.2f °C  Fahrenheit: %.2f °F' % (Cel, Fah))
   
           # Esperar antes de la siguiente lectura
           time.sleep(0.2)
   

5. Captura una interrupción de teclado (Ctrl+C) para una finalización correcta del programa. Cierra la interfaz SPI para liberar el recurso.

   except KeyboardInterrupt:
       spi.close()