.. note::

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.. _3.1.5_c_pi5_mcp3008:

3.1.5 Indicateur de batterie (MCP3008)
=======================================

.. note::

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

   Selon la version de votre kit, identifiez si vous disposez de **ADC0834** ou **MCP3008** et suivez la section correspondante.

Introduction
------------

Dans ce projet, nous allons réaliser un indicateur de batterie qui pourra
afficher visuellement le niveau de la batterie sur la barre de LED.

.. warning::

    N’utilisez pas de composants de batterie dépassant 3,3 V afin d’éviter toute surcharge, ce qui pourrait endommager la puce ou le Raspberry Pi.

Composants nécessaires
----------------------

Pour ce projet, nous avons besoin des composants suivants.

.. image:: ../img/list2_Battery_Indicator.png
    :align: center


Schéma de câblage
-----------------

============ ======== ======== ===
Nom T-Board  physique 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
============ ======== ======== ===

.. image:: ../img/schematic_battery_indicator_mcp3008.png
   :align: center

Procédures expérimentales
-------------------------

**Étape 1 :** Montez le circuit.

.. image:: ../img/july24_3.1.5_battery_indicator_mcp3008.png

**Étape 2 :** Accédez au dossier contenant le code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/3.1.5-2/

**Étape 3 :** Compilez le code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    gcc 3.1.5_BatteryIndicator.c -lwiringPi

**Étape 4 :** Exécutez le fichier exécutable.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo ./a.out

Après avoir lancé le programme, reliez séparément la 3ᵉ broche du MCP3008 et la masse (GND) aux deux pôles d’une batterie. Vous pourrez alors voir la LED correspondante sur la barre de LED s’allumer pour indiquer le niveau de charge (plage de mesure : 0–5 V).

.. note::

    Si cela ne fonctionne pas après l’exécution, ou s’il y a un message d’erreur : « wiringPi.h: No such file or directory », veuillez vous référer à :ref:`install_wiringpi`.

Code
----

.. code-block:: c

    #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 démarrage
        buffer[1] = (8 + channel) << 4;  // Mode entrée simple
        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("Échec de l’initialisation de wiringPi !\n");
            return 1;
        }

        if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
            printf("Échec de l’initialisation 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("Valeur ADC : %d\tTension : %.2f V\tNiveau : %d\n", analogVal, voltage, level);

            delay(200);
        }

        return 0;
    }


Explication du code
-------------------

.. code-block:: c

    int read_ADC(int channel)
    {
        if (channel < 0 || channel > 7) return -1;

        unsigned char buffer[3];
        buffer[0] = 1;  // Bit de démarrage
        buffer[1] = (8 + channel) << 4;  // Mode entrée simple, CH0~CH7
        buffer[2] = 0;

        wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);

        int value = ((buffer[1] & 3) << 8) | buffer[2];  // Combine le résultat sur 10 bits
        return value;
    }

Cette fonction lit les valeurs analogiques depuis le MCP3008 via SPI.  
Le paramètre ``channel`` sélectionne l’une des 8 entrées analogiques (CH0–CH7).  
Le MCP3008 renvoie une valeur numérique sur 10 bits (0 à 1023) représentant la tension analogique.

.. code-block:: c

    void LedBarGraph(int value) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            if (i < value)
                digitalWrite(pins[i], HIGH);  // Allume la LED (suppose un câblage actif à l’état haut)
            else
                digitalWrite(pins[i], LOW);   // Éteint la LED
        }
    }

Cette fonction contrôle un afficheur à 10 LEDs (bargraph).  
Chaque LED représente 1/10 de la plage de tension.  
Les LEDs sont allumées en ordre jusqu’au niveau spécifié.  

Remarque : cette version suppose que les anodes des LEDs sont reliées aux GPIO et les cathodes à la masse (actif à l’état haut).

.. code-block:: c

    int main(void)
    {
        if (wiringPiSetup() == -1) {
            printf("Échec de l’initialisation de wiringPi !\n");
            return 1;
        }

        if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
            printf("Échec de l’initialisation SPI !\n");
            return 1;
        }

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            pinMode(pins[i], OUTPUT);
            digitalWrite(pins[i], HIGH);  // Initialise toutes les LEDs sur ON
        }

        while (1) {
            int analogVal = read_ADC(0);  // Lecture de la tension sur CH0
            if (analogVal < 0) continue;

            float voltage = analogVal * VREF / 1023.0;
            int level = analogVal * 10 / 1024;  // Convertit en niveaux 0–10
            if (level > 10) level = 10;

            LedBarGraph(level);  // Affiche le niveau sur les LEDs

            printf("Valeur ADC : %d\tTension : %.2f V\tNiveau : %d\n", analogVal, voltage, level);

            delay(200);  // Fréquence de mise à jour : 5 Hz
        }

        return 0;
    }

Logique du programme :

- Initialise wiringPi et la communication SPI.
- Configure les broches GPIO en sortie pour piloter les 10 LEDs.
- Lit en continu la tension analogique via le MCP3008 (CH0).
- Convertit la lecture en tension à l’aide de ``VREF = 3,3 V``.
- Convertit la tension en un niveau 0–10 et allume les LEDs correspondantes.
- Affiche dans la console série la valeur brute ADC, la tension (en volts) et le niveau LED.

Cela agit comme un indicateur visuel du niveau de batterie ou un voltmètre analogique.