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3.1.5 Indicateur de batterie (MCP3008)

Note

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.

Avertissement

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.

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

Procédures expérimentales

Étape 1 : Montez le circuit.

Étape 2 : Accédez au dossier contenant le code.

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

Étape 3 : Compilez le code.

gcc 3.1.5_BatteryIndicator.c -lwiringPi

Étape 4 : Exécutez le fichier exécutable.

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 Installer et vérifier WiringPi.

Code

#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

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.

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).

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.