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2.2.2 Termistore (MCP3008)

Nota

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

Introduzione

Così 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 sono necessari i seguenti componenti.

Schema elettrico

Nome T-Board	physical	WiringPi	BCM
SPICE0	pin24	10	8
SPIMOSI	pin19	12	10
SPIMISO	pin21	13	9
SPISCLK	pin23	14	11

Procedura sperimentale

Passo 1: Montare il circuito.

Passo 2: Accedere alla cartella del codice.

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/nodejs/

Passo 3: Eseguire il codice.

sudo node thermistor-2.js

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

Codice

const mcpadc = require('mcp-spi-adc');

// Apri MCP3008 canale 0 (CH0), ingresso analogico dal partitore di tensione del termistore
const adc = mcpadc.openMcp3008(0, { speedHz: 1350000 }, (err) => {
  if (err) {
    console.error('Impossibile aprire il canale MCP3008:', err);
    process.exit(1);
  }

  console.log('Canale MCP3008 del termistore aperto.');

  setInterval(() => {
    adc.read((err, reading) => {
      if (err) {
        console.error('Errore lettura ADC:', err);
        return;
      }

      const adcValue = reading.value; // Float: 0.0–1.0
      const raw = Math.round(adcValue * 1023); // Valore intero a 10 bit

      const Vr = 3.3 * raw / 1023; // Conversione in tensione (Vref = 3.3V)
      const R0 = 10000;            // Resistenza fissa: 10kΩ
      const B = 3950;              // Costante B
      const Rt = R0 * Vr / (3.3 - Vr); // Resistenza del termistore

      const tempK = 1 / ((Math.log(Rt / R0) / B) + (1 / (273.15 + 25))); // Kelvin
      const tempC = tempK - 273.15; // Celsius
      const tempF = tempC * 1.8 + 32; // Fahrenheit

      console.log(`Celsius: ${tempC.toFixed(2)} °C  |  Fahrenheit: ${tempF.toFixed(2)} °F`);
    });
  }, 1000);
});

Spiegazione del codice

setInterval(() => {
  adc.read((err, reading) => {
    ...
  });
}, 1000);

Imposta un ciclo che legge dal canale 0 di MCP3008 ogni 1000 millisecondi (1 secondo). La funzione read restituisce un valore analogico compreso tra 0.0 e 1.0.

const raw = Math.round(reading.value * 1023);

Converte il valore ADC normalizzato (float) in un valore intero a 10 bit (0–1023).

const Vr = 3.3 * raw / 1023;

Calcola la tensione ai capi del termistore (Vr) utilizzando la lettura ADC. Si assume che la tensione di riferimento dell’MCP3008 sia 3,3 V.

const Rt = R0 * Vr / (3.3 - Vr);

Usa la formula del partitore di tensione per calcolare la resistenza del termistore Rt, dove R0 è la resistenza fissa (10kΩ) in serie.

const tempK = 1 / ((Math.log(Rt / R0) / B) + (1 / (273.15 + 25)));

Applica l’equazione del parametro B (forma semplificata dell’equazione di Steinhart-Hart) per stimare la temperatura in Kelvin.

const tempC = tempK - 273.15;
const tempF = tempC * 1.8 + 32;

Converte la temperatura da Kelvin a Celsius e poi a Fahrenheit.

console.log(`Celsius: ${tempC.toFixed(2)} °C  |  Fahrenheit: ${tempF.toFixed(2)} °F`);

Stampa su console i valori di temperatura in gradi Celsius e Fahrenheit con due cifre decimali di precisione.