Note

Bonjour et bienvenue dans la communauté SunFounder Raspberry Pi & Arduino & ESP32 Enthusiasts sur Facebook ! Plongez dans l’univers du Raspberry Pi, d’Arduino et de l’ESP32 avec d’autres passionnés.

Pourquoi rejoindre ?

• Support d’experts : Résolvez vos problèmes après-vente et vos défis techniques avec l’aide de notre communauté et de notre équipe.

• Apprendre & partager : Échangez des astuces et tutoriels pour améliorer vos compétences.

• Aperçus exclusifs : Profitez d’un accès anticipé aux annonces et avant-premières de nouveaux produits.

• Réductions spéciales : Bénéficiez de remises exclusives sur nos nouveaux produits.

• Promotions festives et concours : Participez à des concours et promotions de fêtes.

👉 Prêt(e) à explorer et créer avec nous ? Cliquez sur [Ici] et rejoignez-nous dès aujourd’hui !

3.1.8 Moniteur de surchauffe (MCP3008)

Note

Selon la version de votre kit, veuillez identifier si vous avez ADC0834 ou MCP3008 et suivre la section correspondante.

Introduction

Vous pouvez vouloir créer un dispositif de surveillance de surchauffe adapté à diverses situations, par exemple, en usine, si l’on souhaite déclencher une alarme et arrêter automatiquement la machine lorsqu’un circuit surchauffe. Dans ce projet, nous allons utiliser une thermistance, un joystick, un buzzer, une LED et un écran LCD pour réaliser un dispositif intelligent de surveillance de température dont le seuil est ajustable.

Composants requis

Dans ce projet, nous aurons besoin des composants suivants.

Schéma de câblage

Nom carte T	Physique	wiringPi	BCM
SPICE0	Pin 24	10	8
SPIMOSI	Pin 19	12	10
SPIMISO	Pin 21	13	9
SPISCLK	Pin 23	14	11
GPIO22	Pin15	3	22
GPIO23	Pin16	4	23
GPIO24	Pin18	5	24
SDA1	Pin 3
SCL1	Pin 5

Procédure expérimentale

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 : Aller dans le dossier du code.

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

Étape 4 : Lancer le fichier exécutable.

sudo python3 3.1.8-2_OverheatMonitor_zero.py

Lorsque le code s’exécute, la température actuelle et le seuil de température élevée 40 s’affichent sur l’écran I2C LCD1602. Si la température actuelle est supérieure au seuil, le buzzer et la LED se déclenchent pour vous alerter.

Le joystick est utilisé ici pour ajuster le seuil de température élevée. En basculant le joystick sur l’axe X ou Y, on peut augmenter ou diminuer le seuil actuel. En appuyant à nouveau sur le joystick, on réinitialise le seuil à sa valeur initiale.

Note

• Si vous obtenez l’erreur FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1', référez-vous à Configuration I²C pour activer l’I2C.

• Si vous obtenez ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2', exécutez sudo apt install python3-smbus2.

• Si l’erreur OSError: [Errno 121] Remote I/O error apparaît, cela signifie que le module est mal câblé ou défectueux.

• Si le code et le câblage sont corrects mais que le LCD n’affiche rien, vous pouvez tourner le potentiomètre à l’arrière pour augmenter le contraste.

Avertissement

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

Code

Note

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

#!/usr/bin/env python3

import LCD1602
from gpiozero import LED, Buzzer, Button
import spidev
import time
import math

# Initialiser le bouton du joystick, le buzzer et la LED
Joy_BtnPin = Button(22)  # GPIO22, Pin15
buzzPin = Buzzer(23)     # GPIO23, Pin16
ledPin = LED(24)         # GPIO24, Pin18

# Seuil initial de température élevée
upperTem = 40

# Initialiser le SPI pour MCP3008 (Bus 0, CE0 -> GPIO8 / Pin24)
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)
spi.max_speed_hz = 1000000  # 1 MHz

# Initialiser le LCD (adresse I2C 0x27, rétroéclairage activé)
LCD1602.init(0x27, 1)

def read_adc(channel):
    """
    Lire une valeur analogique depuis le MCP3008 (0–7)
    """
    if channel < 0 or channel > 7:
        return -1
    adc = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
    value = ((adc[1] & 0x03) << 8) | adc[2]
    return value

def get_joystick_value():
    """
    Lit les valeurs du joystick et renvoie une variation en fonction de sa position.
    """
    x_val = read_adc(1)
    y_val = read_adc(2)
    if x_val > 800:
        return 1
    elif x_val < 200:
        return -1
    elif y_val > 800:
        return -10
    elif y_val < 200:
        return 10
    else:
        return 0

def upper_tem_setting():
    """
    Ajuste et affiche le seuil de température élevée sur le LCD.
    """
    global upperTem
    LCD1602.write(0, 0, 'Upper Adjust: ')
    change = int(get_joystick_value())
    upperTem += change
    strUpperTem = str(upperTem)
    LCD1602.write(0, 1, strUpperTem)
    LCD1602.write(len(strUpperTem), 1, '              ')
    time.sleep(0.1)

def temperature():
    """
    Lit la température actuelle depuis le capteur et la renvoie en Celsius.
    """
    analogVal = read_adc(0)
    Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0  # Tension à travers la résistance fixe
    if Vr == 0:
        return 0  # Évite la division par zéro
    Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr)  # Formule ajustée : tension sur la thermistance = (3.3 - Vr)
    temp = 1 / (((math.log(Rt / 10000.0)) / 3950.0) + (1 / (273.15 + 25.0)))
    Cel = temp - 273.15
    return round(Cel, 2)

def monitoring_temp():
    """
    Surveille et affiche la température actuelle et le seuil.
    Active le buzzer et la LED si la température dépasse la limite.
    """
    global upperTem
    Cel = temperature()
    LCD1602.write(0, 0, 'Temp: ')
    LCD1602.write(0, 1, 'Upper: ')
    LCD1602.write(6, 0, str(Cel))
    LCD1602.write(7, 1, str(upperTem))
    time.sleep(0.1)
    if Cel >= upperTem:
        buzzPin.on()
        ledPin.on()
    else:
        buzzPin.off()
        ledPin.off()

# Boucle principale
try:
    lastState = 1
    stage = 0
    while True:
        currentState = Joy_BtnPin.value
        if currentState == 1 and lastState == 0:
            stage = (stage + 1) % 2
            time.sleep(0.1)
            LCD1602.clear()
        lastState = currentState
        if stage == 1:
            upper_tem_setting()
        else:
            monitoring_temp()
except KeyboardInterrupt:
    LCD1602.clear()
    spi.close()

Explication du code

1. Cette section importe les bibliothèques nécessaires. LCD1602 pour l’affichage via I2C, gpiozero pour la LED, le buzzer et le bouton, spidev pour communiquer avec le MCP3008, ainsi que time et math pour les temporisations et calculs de température.

   #!/usr/bin/env python3
   
   import LCD1602
   from gpiozero import LED, Buzzer, Button
   import spidev
   import time
   import math
   

2. Initialise les composants matériels connectés aux broches GPIO :

   • Button(22) pour le bouton du joystick.

   • Buzzer(23) et LED(24) comme indicateurs en cas de haute température.

   Joy_BtnPin = Button(22)  # GPIO22, Pin15
   buzzPin = Buzzer(23)     # GPIO23, Pin16
   ledPin = LED(24)         # GPIO24, Pin18
   

3. Définit le seuil initial de température, initialise le SPI pour MCP3008 et l’écran LCD1602.

   upperTem = 40
   
   spi = spidev.SpiDev()
   spi.open(0, 0)
   spi.max_speed_hz = 1000000
   
   LCD1602.init(0x27, 1)
   

4. read_adc(channel) lit la valeur analogique d’un canal (0–7) du MCP3008 et renvoie une valeur 10 bits.

   def read_adc(channel):
       if channel < 0 or channel > 7:
           return -1
       adc = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
       value = ((adc[1] & 0x03) << 8) | adc[2]
       return value
   

5. get_joystick_value() lit la position du joystick et renvoie une valeur de variation selon l’axe X ou Y pour ajuster le seuil.

   def get_joystick_value():
       x_val = read_adc(1)
       y_val = read_adc(2)
       if x_val > 800:
           return 1
       elif x_val < 200:
           return -1
       elif y_val > 800:
           return -10
       elif y_val < 200:
           return 10
       else:
           return 0
   

6. upper_tem_setting() ajuste le seuil de température via le joystick et l’affiche sur le LCD.

   def upper_tem_setting():
       global upperTem
       LCD1602.write(0, 0, 'Upper Adjust: ')
       change = int(get_joystick_value())
       upperTem += change
       strUpperTem = str(upperTem)
       LCD1602.write(0, 1, strUpperTem)
       LCD1602.write(len(strUpperTem), 1, '              ')
       time.sleep(0.1)
   

7. temperature() lit la valeur de la thermistance, calcule la tension, la résistance, puis la température en °C via l’approximation Steinhart–Hart.

   def temperature():
       """
       Reads the current temperature from the sensor and returns it in Celsius.
       """
       analogVal = read_adc(0)
       Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0  # Voltage across the fixed resistor
       if Vr == 0:
           return 0  # Prevent division by zero
       Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr)  # Adjusted formula: thermistor voltage is (3.3 - Vr)
       temp = 1 / (((math.log(Rt / 10000.0)) / 3950.0) + (1 / (273.15 + 25.0)))
       Cel = temp - 273.15
       return round(Cel, 2)
   

8. monitoring_temp() compare la température actuelle au seuil et active le buzzer et la LED si elle est dépassée.

   def monitoring_temp():
       global upperTem
       Cel = temperature()
       LCD1602.write(0, 0, 'Temp: ')
       LCD1602.write(0, 1, 'Upper: ')
       LCD1602.write(6, 0, str(Cel))
       LCD1602.write(7, 1, str(upperTem))
       time.sleep(0.1)
       if Cel >= upperTem:
           buzzPin.on()
           ledPin.on()
       else:
           buzzPin.off()
           ledPin.off()
   

9. La boucle principale alterne entre le mode réglage et le mode surveillance grâce au bouton du joystick.

   try:
       lastState = 1
       stage = 0
       while True:
           currentState = Joy_BtnPin.value
           if currentState == 1 and lastState == 0:
               stage = (stage + 1) % 2
               time.sleep(0.1)
               LCD1602.clear()
           lastState = currentState
           if stage == 1:
               upper_tem_setting()
           else:
               monitoring_temp()
   

10. Le bloc except assure l’extinction du LCD et la fermeture du SPI lors de l’interruption du programme.

    except KeyboardInterrupt:
        LCD1602.clear()
        spi.close()