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.. _py_pi5_fan:

3.1.4 Ventilateur intelligent
=============================

.. note::

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

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


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

Dans ce projet, nous utiliserons des moteurs, des boutons et des thermistances pour 
créer un ventilateur intelligent manuel et automatique dont la vitesse est réglable.

Composants requis
---------------------

Pour ce projet, nous avons besoin des composants suivants.

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.10_smart_fan_list.png
    :width: 800
    :align: center

.. C'est certainement pratique d'acheter un kit complet. Voici le lien : 

.. .. list-table::
..     :widths: 20 20 20
..     :header-rows: 1

..     *   - Nom
..         - COMPOSANTS DANS CE KIT
..         - LIEN
..     *   - Kit Raphael
..         - 337
..         - |link_Raphael_kit|

.. Vous pouvez également les acheter séparément à partir des liens ci-dessous.

.. .. list-table::
..     :widths: 30 20
..     :header-rows: 1

..     *   - INTRODUCTION DES COMPOSANTS
..         - LIEN D'ACHAT

..     *   - :ref:`gpio_extension_board`
..         - |link_gpio_board_buy|
..     *   - :ref:`breadboard`
..         - |link_breadboard_buy|
..     *   - :ref:`wires`
..         - |link_wires_buy|
..     *   - :ref:`resistor`
..         - |link_resistor_buy|
..     *   - :ref:`power_module`
..         - \-
..     *   - :ref:`thermistor`
..         - |link_thermistor_buy|
..     *   - :ref:`l293d`
..         - \-
..     *   - :ref:`adc0834`
..         - \-
..     *   - :ref:`button`
..         - |link_button_buy|
..     *   - :ref:`motor`
..         - |link_motor_buy|


Schéma de câblage
---------------------

============ ======== ======== ===
T-Board Name physical wiringPi BCM
GPIO17       Pin 11   0        17
GPIO18       Pin 12   1        18
GPIO27       Pin 13   2        27
GPIO22       Pin 15   3        22
GPIO5        Pin 29   21       5
GPIO6        Pin 31   22       6
GPIO13       Pin 33   23       13
============ ======== ======== ===

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.10_smart_fan_schematic.png
   :align: center

Procédure expérimentale
---------------------------

**Étape 1 :** Construisez le circuit.

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.10_smart_fan_circuit.png

.. note::
    Le module d'alimentation peut être utilisé avec une pile 9V et la connexion 
    pour pile 9V fournie dans le kit. Insérez le cavalier du module d'alimentation 
    dans les bandes de bus 5V de la plaque d'expérimentation.

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.10_smart_fan_battery.jpeg
   :align: center

**Étape 2 :** Accédez au dossier du code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

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

**Étape 3 :** Exécutez le programme.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo python3 3.1.4_SmartFan.py

Lorsque le code est exécuté, démarrez le ventilateur en appuyant sur le bouton. 
Chaque appui ajuste la vitesse d'un cran vers le haut ou vers le bas. Il existe 
**5** niveaux de vitesse : **0~4**. Lorsque le ventilateur est réglé à la 4\ :sup:`ème` 
vitesse et que vous appuyez à nouveau, le ventilateur s'arrête avec une vitesse de **0**.

Dès que la température augmente ou diminue de plus de 2°C, la vitesse augmente ou diminue 
automatiquement d'un niveau.

Code
--------

.. note::
    Vous pouvez **Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter** le code ci-dessous. Mais avant cela, vous devez vous rendre dans le répertoire source comme ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5``. Après avoir modifié le code, vous pouvez l'exécuter directement pour voir l'effet.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

   #!/usr/bin/env python3

   from gpiozero import Motor, Button
   from time import sleep
   import ADC0834
   import math

   # Initialisation des broches GPIO pour le bouton et le contrôle du moteur
   BtnPin = Button(22)
   motor = Motor(forward=5, backward=6, enable=13)

   # Initialisation du module ADC0834 pour la détection de température
   ADC0834.setup()

   # Initialisation des variables pour suivre le niveau de vitesse du moteur et les températures
   level = 0
   currentTemp = 0
   markTemp = 0

   def temperature():
       """
       Reads and calculates the current temperature from the sensor.
       Returns:
           float: The current temperature in Celsius.
       """
       # Lire la valeur analogique depuis le module ADC0834
       analogVal = ADC0834.getResult()
       # Conversion de la valeur analogique en tension puis en résistance
       Vr = 5 * float(analogVal) / 255
       Rt = 10000 * Vr / (5 - Vr)
       # Calcul de la température en Celsius
       temp = 1 / (((math.log(Rt / 10000)) / 3950) + (1 / (273,15 + 25)))
       Cel = temp - 273,15
       return Cel

   def motor_run(level):
       """
       Adjusts the motor speed based on the specified level.
       Args:
           level (int): Desired motor speed level.
       Returns:
           int: Adjusted motor speed level.
       """
       # Arrêter le moteur si le niveau est 0
       if level == 0:
           motor.stop()
           return 0
       # Limiter le niveau à 4 pour la vitesse maximale
       if level >= 4:
           level = 4
       # Définir la vitesse du moteur
       motor.forward(speed=float(level / 4))
       return level

   def changeLevel():
       """
       Changes the motor speed level when the button is pressed and updates the reference temperature.
       """
       global level, currentTemp, markTemp
       print("Button pressed")
       # Passer à travers les niveaux 0-4
       level = (level + 1) % 5
       # Mettre à jour la température de référence
       markTemp = currentTemp

   # Lier l'événement de pression du bouton à la fonction changeLevel
   BtnPin.when_pressed = changeLevel

   def main():
       """
       Main function to continuously monitor and respond to temperature changes.
       """
       global level, currentTemp, markTemp
       # Définir la température de référence initiale
       markTemp = temperature()
       while True:
           # Lire en continu la température actuelle
           currentTemp = temperature()
           # Ajuster le niveau du moteur en fonction de la différence de température
           if level != 0:
               if currentTemp - markTemp <= -2:
                   level -= 1
                   markTemp = currentTemp
               elif currentTemp - markTemp >= 2:
                   if level < 4:
                       level += 1
                   markTemp = currentTemp
           # Faire tourner le moteur au niveau ajusté
           level = motor_run(level)

   # Exécuter la fonction principale et gérer l'interruption par clavier
   try:
       main()
   except KeyboardInterrupt:
       # Arrêter le moteur lorsque le script est interrompu
       motor.stop()



Explication du Code
----------------------

#. Importe les classes pour gérer un moteur et un bouton, ainsi que la fonction `sleep` pour introduire des pauses. Le script importe également la bibliothèque ADC0834 pour la détection de température et la bibliothèque mathématique `math` pour effectuer des calculs.

   .. code-block:: python

       #!/usr/bin/env python3

       from gpiozero import Motor, Button
       from time import sleep
       import ADC0834
       import math

#. Configure le bouton sur la broche GPIO 22 et initialise le moteur avec des broches GPIO spécifiques pour le contrôle. Initialise le module ADC0834 pour la mesure de la température. Définit également des variables pour suivre le niveau de vitesse du moteur et les températures.

   .. code-block:: python

       # Initialisation des broches GPIO pour le bouton et le contrôle du moteur
       BtnPin = Button(22)
       motor = Motor(forward=5, backward=6, enable=13)

       # Initialisation du module ADC0834 pour la détection de température
       ADC0834.setup()

       # Initialisation des variables pour suivre le niveau de vitesse du moteur et les températures
       level = 0
       currentTemp = 0
       markTemp = 0

#. Définit une fonction pour lire et calculer la température à partir du capteur, en convertissant la valeur lue en degrés Celsius.

   .. code-block:: python

       def temperature():
           """
           Reads and calculates the current temperature from the sensor.
           Returns:
               float: The current temperature in Celsius.
           """
           # Lire la valeur analogique depuis le module ADC0834
           analogVal = ADC0834.getResult()
           # Convertir la valeur analogique en tension, puis en résistance
           Vr = 5 * float(analogVal) / 255
           Rt = 10000 * Vr / (5 - Vr)
           # Calculer la température en Celsius
           temp = 1 / (((math.log(Rt / 10000)) / 3950) + (1 / (273.15 + 25)))
           Cel = temp - 273.15
           return Cel

#. Introduit une fonction pour ajuster la vitesse du moteur en fonction du niveau spécifié.

   .. code-block:: python

       def motor_run(level):
           """
           Adjusts the motor speed based on the specified level.
           Args:
               level (int): Desired motor speed level.
           Returns:
               int: Adjusted motor speed level.
           """
           # Arrête le moteur si le niveau est 0
           if level == 0:
               motor.stop()
               return 0
           # Limite le niveau à 4 pour la vitesse maximale
           if level >= 4:
               level = 4
           # Définit la vitesse du moteur
           motor.forward(speed=float(level / 4))
           return level

#. Implémente une fonction pour changer le niveau de vitesse du moteur manuellement à l'aide d'un bouton, et lie cette fonction à l'événement de pression du bouton.

   .. code-block:: python

       def changeLevel():
           """
           Changes the motor speed level when the button is pressed and updates the reference temperature.
           """
           global level, currentTemp, markTemp
           print("Button pressed")
           # Parcourt les niveaux 0-4
           level = (level + 1) % 5
           # Met à jour la température de référence
           markTemp = currentTemp

       # Lie l'événement de pression du bouton à la fonction changeLevel
       BtnPin.when_pressed = changeLevel

#. La fonction principale, conçue pour ajuster continuellement la vitesse du moteur en réponse aux variations de température, est implémentée ici.

   .. code-block:: python

       def main():
           """
           Main function to continuously monitor and respond to temperature changes.
           """
           global level, currentTemp, markTemp
           # Définit la température de référence initiale
           markTemp = temperature()
           while True:
               # Lit en continu la température actuelle
               currentTemp = temperature()
               # Ajuste le niveau du moteur en fonction de la différence de température
               if level != 0:
                   if currentTemp - markTemp <= -2:
                       level -= 1
                       markTemp = currentTemp
                   elif currentTemp - markTemp >= 2:
                       if level < 4:
                           level += 1
                       markTemp = currentTemp
               # Fait tourner le moteur au niveau ajusté
               level = motor_run(level)

#. Exécute la fonction principale et garantit que le moteur s'arrête si le script est interrompu.

   .. code-block:: python

       # Exécute la fonction principale et gère l'interruption par clavier
       try:
           main()
       except KeyboardInterrupt:
           # Arrête le moteur lorsque le script est interrompu
           motor.stop()