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2.1.4 Potentiomètre (MCP3008)

Note

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

Introduction

La fonction ADC est utilisée pour convertir des signaux analogiques en valeurs numériques. Dans cette expérience, nous utilisons la puce ADC MCP3008 pour effectuer cette conversion. Un potentiomètre est utilisé pour générer une tension variable, ce qui modifie la grandeur physique. Le MCP3008 convertit ensuite cette tension analogique en une valeur numérique pouvant être lue et traitée par le Raspberry Pi.

Composants requis

Dans ce projet, nous avons besoin des composants suivants :

Schéma de câblage

Nom sur la T-Board	physique	WiringPi	BCM
SPICE0	pin24	10	8
SPIMOSI	pin19	12	10
SPIMISO	pin21	13	9
SPISCLK	pin23	14	11
GPIO22	pin15	3	22

Procédures expérimentales

Étape 1 : Construire le circuit.

Note

Veuillez placer la puce en vous référant à la position indiquée sur l’image. Remarquez que l’encoche de la puce doit être orientée vers la gauche lorsqu’elle est placée.

Étape 2 : Configurer l’interface SPI et installer la bibliothèque spidev (voir Configuration SPI pour des instructions détaillées). Si vous avez déjà effectué ces étapes, vous pouvez les ignorer.

Étape 3 : Ouvrir le fichier de code

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

Étape 4 : Exécuter.

sudo python3 2.1.4-2_Potentiometer_zero.py

Après exécution du code, tournez le bouton du potentiomètre : l’intensité de la LED changera en conséquence.

Avertissement

Si un message d’erreur RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address apparaît, veuillez consulter Si gpiozero ne fonctionne pas.

Code

Note

Vous pouvez Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter le code ci-dessous. Mais avant cela, vous devez vous rendre dans le chemin du code source, par exemple davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5. Après modification, vous pouvez exécuter le code directement pour voir l’effet.

#!/usr/bin/env python3

import spidev
import time
from gpiozero import PWMLED

# Initialiser la LED PWM sur GPIO22
led = PWMLED(22)

# Initialiser le SPI
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)  # Bus 0, CS0 (CE0)
spi.max_speed_hz = 1000000

def read_adc(channel):
    """
    Lire la valeur analogique depuis MCP3008
    :param channel: canal ADC (0-7)
    :return: entier sur 10 bits (0-1023)
    """
    if channel < 0 or channel > 7:
        return -1
    # Protocole MCP3008
    adc = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
    value = ((adc[1] & 3) << 8) | adc[2]
    return value

def MAP(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
    """
    Convertir une valeur d’une plage à une autre
    """
    return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min

try:
    while True:
        # Lire depuis le canal 0 du MCP3008
        res = read_adc(0)
        print('res = %d' % res)

        # Mapper 0–1023 à 0–100 %
        R_val = MAP(res, 0, 1023, 0, 100)

        # Régler la luminosité de la LED
        led.value = R_val / 100.0

        time.sleep(0.2)

except KeyboardInterrupt:
    led.value = 0  # Éteindre la LED

Explication du code

1. gpiozero est utilisé pour contrôler la LED PWM, spidev pour la communication SPI avec le MCP3008, et time pour introduire des délais.

   #!/usr/bin/env python3
   
   import spidev
   import time
   from gpiozero import PWMLED
   

2. Initialiser un objet PWMLED connecté à la broche GPIO22 et configurer la communication SPI (Bus 0, CE0) avec MCP3008.

   # Initialiser la LED PWM sur GPIO22
   led = PWMLED(22)
   
   # Initialiser le SPI
   spi = spidev.SpiDev()
   spi.open(0, 0)  # Bus 0, CS0 (CE0)
   spi.max_speed_hz = 1000000
   

3. Définir la fonction read_adc pour communiquer avec le MCP3008 et lire les valeurs analogiques du canal spécifié (0–7).

   def read_adc(channel):
       """
       Lire la valeur analogique depuis MCP3008
       :param channel: canal ADC (0-7)
       :return: entier sur 10 bits (0-1023)
       """
       if channel < 0 or channel > 7:
           return -1
       adc = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
       value = ((adc[1] & 3) << 8) | adc[2]
       return value
   

4. Définir la fonction MAP pour convertir une plage de valeurs en une autre, utile pour mapper les valeurs ADC aux niveaux de luminosité appropriés de la LED.

   def MAP(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
       return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min
   

5. Lire continuellement la valeur ADC dans une boucle, mapper la valeur sur 10 bits (0–1023) à un niveau de luminosité (0–100) pour la LED et ajuster sa luminosité en conséquence. Attendre 0,2 seconde entre chaque lecture.

   try:
       while True:
           # Lire depuis le canal 0 du MCP3008
           res = read_adc(0)
           print('res = %d' % res)
   
           # Mapper 0–1023 à 0–100 %
           R_val = MAP(res, 0, 1023, 0, 100)
   
           # Régler la luminosité de la LED
           led.value = R_val / 100.0
   
           time.sleep(0.2)
   
   except KeyboardInterrupt:
       led.value = 0  # Éteindre la LED