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.. _2.2.2_py_pi5_mcp3008:

2.2.2 Termistore (MCP3008)
============================

.. note::

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

   A seconda della versione del tuo kit, identifica se possiedi **ADC0834** o **MCP3008** e procedi con la sezione corrispondente.

Introduzione
------------

Proprio come la fotoresistenza può rilevare la luce, il termistore è un dispositivo elettronico sensibile alla temperatura che può essere utilizzato per realizzare funzioni di controllo della temperatura, come ad esempio un allarme di surriscaldamento.

Componenti richiesti
------------------------------

In questo progetto, ci servono i seguenti componenti.

.. image:: ../python_pi5/img/list2_2.2.2_thermistor.png


Schema elettrico
-----------------

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

    *   - Nome T-Board
        - Fisico
        - WiringPi
        - BCM

    *   - SPICE0
        - pin24
        - 10
        - 8
    *   - SPIMOSI
        - pin19
        - 12
        - 10
    *   - SPIMISO
        - pin21
        - 13
        - 9
    *   - SPISCLK
        - pin23
        - 14
        - 11

.. image:: ../python_pi5/img/schematic_2.2.2_thermistor_mcp3008.png


Procedura sperimentale
--------------------------

**Passo 1:** Montare il circuito.

.. image:: ../python_pi5/img/july24_2.2.2_thermistor_mcp3008.png

**Passo 2:** Configurare l’interfaccia SPI e installare la libreria ``spidev`` (vedi :ref:`spi_configuration` per istruzioni dettagliate). Se hai già completato questi passaggi, puoi saltarli.

**Passo 3:** Spostati nella cartella del codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

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

**Passo 4:** Eseguire il file eseguibile.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo python3 2.2.2-2_Thermistor_zero.py

Quando il codice è in esecuzione, il termistore rileva la temperatura ambiente, che verrà stampata sullo schermo una volta completato il calcolo.

.. warning::

    Se compare l’errore ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, consulta :ref:`faq_soc` 

**Codice**

.. note::

    Puoi **Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Interrompere** il codice qui sotto. Prima, però, devi andare nel percorso sorgente del codice, ad esempio ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5``. Dopo aver modificato il codice, puoi eseguirlo direttamente per vedere l’effetto.


.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    #!/usr/bin/env python3
    # -*- coding: utf-8 -*-

    import spidev
    import time
    import math

    # Inizializza SPI per MCP3008 (Bus 0, CE0)
    spi = spidev.SpiDev()
    spi.open(0, 0)  # Bus 0, Device 0 (CE0)
    spi.max_speed_hz = 1000000  # 1 MHz

    def read_adc(channel):
        """
        Legge un valore analogico dal canale MCP3008 (0–7)
        """
        if channel < 0 or channel > 7:
            return -1
        # Formato di comunicazione MCP3008
        adc = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
        value = ((adc[1] & 0x03) << 8) | adc[2]
        return value

    try:
        while True:
            # Legge il valore analogico dal CH0 di MCP3008
            analogVal = read_adc(0)

            # Converte in tensione (riferimento 3.3V)
            Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0

            # Calcola la resistenza del termistore
            Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr)

            # Calcola la temperatura in Kelvin usando l’approssimazione di Steinhart–Hart
            tempK = 1.0 / (((math.log(Rt / 10000.0)) / 3950.0) + (1.0 / (273.15 + 25.0)))

            # Converte in Celsius e Fahrenheit
            Cel = tempK - 273.15
            Fah = Cel * 1.8 + 32

            # Stampa la temperatura
            print('Celsius: %.2f °C  Fahrenheit: %.2f °F' % (Cel, Fah))

            # Attende prima della prossima lettura
            time.sleep(0.2)

    except KeyboardInterrupt:
        spi.close()

**Spiegazione del codice**

#. Questa parte importa il modulo ``spidev`` per comunicare con l’ADC MCP3008 via SPI, il modulo ``time`` per i ritardi e il modulo ``math`` per i calcoli logaritmici necessari alla conversione della temperatura.

   .. code-block:: python

       #!/usr/bin/env python3
       # -*- coding: utf-8 -*-

       import spidev
       import time
       import math

#. Inizializza l’interfaccia SPI per MCP3008 sul bus 0 e dispositivo 0 (CE0), impostando la velocità massima a 1 MHz.

   .. code-block:: python

       spi = spidev.SpiDev()
       spi.open(0, 0)
       spi.max_speed_hz = 1000000

#. Definisce una funzione per leggere i valori analogici da un canale specificato di MCP3008 (0–7). Utilizza il protocollo SPI e restituisce un intero a 10 bit (0–1023).

   .. code-block:: python

       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

#. Implementa un ciclo che legge continuamente i valori analogici da un termistore collegato al CH0, li converte in tensione (basata su 3.3V), poi in resistenza e infine in temperatura usando l’equazione di Steinhart–Hart.  
   La temperatura viene visualizzata sia in gradi Celsius che Fahrenheit, con una breve pausa tra le letture.

   .. code-block:: python

       try:
           while True:
               # Read analog value from CH0 of MCP3008
               analogVal = read_adc(0)

               # Convert to voltage (3.3V reference)
               Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0

               # Calculate thermistor resistance
               Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr)

               # Calculate temperature in Kelvin using the Steinhart–Hart approximation
               tempK = 1.0 / (((math.log(Rt / 10000.0)) / 3950.0) + (1.0 / (273.15 + 25.0)))

               # Convert to Celsius and Fahrenheit
               Cel = tempK - 273.15
               Fah = Cel * 1.8 + 32

               # Print the temperature
               print('Celsius: %.2f °C  Fahrenheit: %.2f °F' % (Cel, Fah))

               # Wait before next reading
               time.sleep(0.2)

#. Cattura ``KeyboardInterrupt`` (Ctrl+C) per terminare il programma in modo sicuro e chiude l’interfaccia SPI per liberare la risorsa.

   .. code-block:: python

       except KeyboardInterrupt:
           spi.close()