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2.2.1 Photoresistance (MCP3008)

Note

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

Introduction

La photoresistance est un composant couramment utilisé pour mesurer l’intensité lumineuse ambiante. Elle aide le contrôleur à distinguer le jour de la nuit et à réaliser des fonctions de contrôle de lumière, comme une lampe de nuit. Ce projet est très similaire à celui du potentiomètre : au lieu de mesurer une variation de tension causée par un réglage manuel, il mesure la variation de tension causée par la lumière.

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.

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 : Accéder au dossier du code.

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

Étape 4 : Exécuter le fichier.

sudo python3 2.2.1-2_Photoresistor_zero.py

Lorsque le code est en cours d’exécution, la luminosité de la LED changera en fonction de l’intensité lumineuse détectée par la photoresistance.

Avertissement

Si un message d’erreur apparaît : RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address, 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 le résultat.

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

# Initialiser une LED PWM sur la broche GPIO 22
led = PWMLED(22)

# Initialiser la communication SPI (Bus 0, CE0 -> GPIO8)
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)  # Bus 0, CS0
spi.max_speed_hz = 1000000  # 1 MHz

# Fonction pour lire depuis un canal MCP3008 (0–7)
def read_adc(channel):
    """
    Lire une valeur analogique depuis MCP3008 (0–1023)
    """
    if channel < 0 or channel > 7:
        return -1
    # Protocole MCP3008 : bit de démarrage, mode single-ended, canal (3 bits), remplissage
    r = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
    value = ((r[1] & 3) << 8) | r[2]
    return value

# Fonction pour mapper une valeur d’un intervalle à un autre
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

# Boucle principale : lire la valeur ADC et contrôler la luminosité de la LED
def loop():
    while True:
        # Lire la valeur analogique depuis le canal 0 du MCP3008
        analogVal = read_adc(0)
        print('value = %d' % analogVal)

        # Mapper 0–1023 vers la plage PWM 0.0–1.0
        led.value = analogVal / 1023.0

        # Attendre 0,2 seconde
        time.sleep(0.2)

# Lancer la boucle principale et gérer KeyboardInterrupt pour un arrêt propre
try:
    loop()
except KeyboardInterrupt:
    led.value = 0  # Éteindre la LED avant de quitter

Explication du code

1. Cette partie importe la classe PWMLED de la bibliothèque gpiozero pour contrôler une LED en PWM, spidev pour la communication SPI avec le MCP3008, et time pour introduire des pauses.

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

2. Initialise une LED PWM connectée à la broche GPIO 22 et configure l’interface SPI pour le MCP3008 (Bus 0, CE0). La vitesse d’horloge SPI est réglée à 1 MHz.

   # Initialiser une LED PWM sur la broche GPIO 22
   led = PWMLED(22)
   
   # Initialiser la communication SPI (Bus 0, CE0 -> GPIO8)
   spi = spidev.SpiDev()
   spi.open(0, 0)  # Bus 0, CS0
   spi.max_speed_hz = 1000000  # 1 MHz
   

3. Définit une fonction pour lire depuis un canal spécifique du MCP3008. Elle envoie une commande sur 3 octets via SPI et récupère une valeur sur 10 bits (0–1023).

   # Fonction pour lire depuis un canal MCP3008 (0–7)
   def read_adc(channel):
       """
       Lire une valeur analogique depuis MCP3008 (0–1023)
       """
       if channel < 0 or channel > 7:
           return -1
       # Protocole MCP3008 : bit de démarrage, mode single-ended, canal (3 bits), remplissage
       r = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
       value = ((r[1] & 3) << 8) | r[2]
       return value
   

4. Définit une fonction utilitaire MAP() qui convertit une valeur d’un intervalle à un autre, utile pour transformer une valeur ADC brute en valeur PWM.

   # Fonction pour mapper une valeur d’un intervalle à un autre
   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. Met en place une boucle qui lit continuellement la valeur analogique depuis le canal 0 du MCP3008, la convertit en luminosité PWM (0.0–1.0) et l’applique à la LED. La boucle attend 0,2 seconde entre chaque lecture.

   # Boucle principale : lire la valeur ADC et contrôler la luminosité de la LED
   def loop():
       while True:
           # Lire la valeur analogique depuis le canal 0 du MCP3008
           analogVal = read_adc(0)
           print('value = %d' % analogVal)
   
           # Mapper 0–1023 vers la plage PWM 0.0–1.0
           led.value = analogVal / 1023.0
   
           # Attendre 0,2 seconde
           time.sleep(0.2)
   

6. Exécute la boucle et gère l’interruption KeyboardInterrupt. Lorsque l’utilisateur interrompt le programme (Ctrl+C), la LED est éteinte avant la sortie.

   # Lancer la boucle principale et gérer KeyboardInterrupt pour un arrêt propre
   try:
       loop()
   except KeyboardInterrupt:
       # Éteindre la LED avant de quitter
       led.value = 0