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2.2.1 Fotoresistenza (MCP3008)

Nota

../_images/mcp3008_and_adc0834.jpg

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

Introduzione

La fotoresistenza è un componente comunemente utilizzato per rilevare l’intensità della luce ambientale. Aiuta il controllore a distinguere tra giorno e notte e a realizzare funzioni di controllo della luce, come ad esempio una lampada notturna. Questo progetto è molto simile a quello con il potenziometro: potresti considerarlo come un modo di rilevare la luce variando la tensione.

Componenti richiesti

In questo progetto ci servono i seguenti componenti.

../_images/list2_2.2.1_photoresistor1.png

Schema elettrico

Nome T-Board

Fisico

WiringPi

BCM

SPICE0

pin24

10

8

SPIMOSI

pin19

12

10

SPIMISO

pin21

13

9

SPISCLK

pin23

14

11

GPIO22

pin15

3

22

../_images/schematic_2.2.1_photoresistor_mcp30081.png

Procedura sperimentale

Passo 1: Montare il circuito.

../_images/july24_2.2.1_photoresistor_mcp30081.png

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

Passo 3: Spostati nella cartella del codice.

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

Passo 4: Eseguire il file.

sudo python3 2.2.1-2_Photoresistor_zero.py

Quando il codice è in esecuzione, la luminosità del LED varierà in base all’intensità luminosa rilevata dalla fotoresistenza.

Avvertimento

Se compare l’errore RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address, consulta Se gpiozero non funziona.

Codice

Nota

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.

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

# Inizializza un LED PWM sul pin GPIO 22
led = PWMLED(22)

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

# Funzione per leggere dal canale MCP3008 (0–7)
def read_adc(channel):
    """
    Legge un valore analogico dal MCP3008 (0–1023)
    """
    if channel < 0 or channel > 7:
        return -1
    # Protocollo MCP3008: bit di start, modalità single-ended, canale (3 bit), riempitivo
    r = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
    value = ((r[1] & 3) << 8) | r[2]
    return value

# Funzione per mappare un valore da un intervallo a un altro
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

# Ciclo principale per leggere il valore ADC e controllare la luminosità del LED
def loop():
    while True:
        # Legge il valore analogico dal canale 0 di MCP3008
        analogVal = read_adc(0)
        print('value = %d' % analogVal)

        # Mappa 0–1023 all’intervallo PWM 0.0–1.0
        led.value = analogVal / 1023.0

        # Attende 0,2 secondi
        time.sleep(0.2)

# Avvia il ciclo principale e gestisce KeyboardInterrupt per chiusura pulita
try:
    loop()
except KeyboardInterrupt:
    led.value = 0  # Spegne il LED prima di uscire

Spiegazione del codice

  1. Importa la classe PWMLED dalla libreria gpiozero per controllare i LED PWM, spidev per la comunicazione SPI con MCP3008 e time per gestire i ritardi.

    #!/usr/bin/env python3
    import spidev
    import time
    from gpiozero import PWMLED
    
  2. Inizializza un LED PWM collegato al pin GPIO 22 e imposta l’interfaccia SPI per MCP3008 (Bus 0, CE0). La velocità SPI è impostata a 1 MHz.

    led = PWMLED(22)
    spi = spidev.SpiDev()
    spi.open(0, 0)
    spi.max_speed_hz = 1000000
    
  3. Definisce una funzione per leggere da un canale specifico di MCP3008. Invia un comando di 3 byte tramite SPI e ottiene un valore a 10 bit (0–1023) dalla risposta.

    def read_adc(channel):
        if channel < 0 or channel > 7:
            return -1
        r = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
        value = ((r[1] & 3) << 8) | r[2]
        return value
    
  4. Definisce la funzione MAP() che converte un numero da un intervallo a un altro. Utile per trasformare valori ADC grezzi in un intervallo PWM.

    # Define a function for mapping values from one range to another
    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. Il ciclo loop() legge ripetutamente il valore analogico dal canale 0, lo converte in luminosità PWM (0.0–1.0) e lo applica al LED, con una pausa di 0,2 secondi.

    # Main loop for reading ADC value and controlling LED brightness
    def loop():
        while True:
            # Read analog value from channel 0 of MCP3008
            analogVal = read_adc(0)
            print('value = %d' % analogVal)
    
            # Map 0–1023 to PWM range 0.0–1.0
            led.value = analogVal / 1023.0
    
            # Wait for 0.2 seconds
            time.sleep(0.2)
    
  6. La gestione di KeyboardInterrupt assicura che, alla chiusura del programma, il LED venga spento.

    try:
        loop()
    except KeyboardInterrupt:
        led.value = 0