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.. _2.2.2_js_pi5_mcp3008:

2.2.2 サーミスタ(MCP3008)
============================

.. note::

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

   キットのバージョンによって、 **ADC0834** または **MCP3008** が含まれています。  
   該当する方の説明を参照してください。

はじめに
--------

フォトレジスタが光を感知できるように、サーミスタは温度に反応する電子部品で、  
熱アラームのような温度制御機能の実現に利用できます。

必要な部品
----------

このプロジェクトで使用する部品は以下の通りです。

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

回路図
------

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

    *   - T-Board 名
        - 物理ピン
        - WiringPi
        - BCM

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

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

実験手順
--------

**手順1:** 回路を組み立てます。

.. image:: ../img/2.2.2_Thermistor_bb.png

**手順2:** コードのフォルダに移動します。

.. code-block::

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

**手順3:** コードを実行します。

.. code-block::

    sudo node thermistor-2.js

コードを実行すると、サーミスタが周囲温度を検出し、  
計算後にその結果を画面に表示します。

コード
------

.. code-block:: js

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

    // Open MCP3008 channel 0 (CH0), analog input from thermistor voltage divider
    const adc = mcpadc.openMcp3008(0, { speedHz: 1350000 }, (err) => {
      if (err) {
        console.error('Failed to open MCP3008 channel:', err);
        process.exit(1);
      }

      console.log('MCP3008 thermistor channel opened.');

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

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

          const Vr = 3.3 * raw / 1023; // Convert to voltage (assuming 3.3V Vref)
          const R0 = 10000;            // Fixed resistor: 10k
          const B = 3950;              // B constant
          const Rt = R0 * Vr / (3.3 - Vr); // Thermistor resistance

          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);
    });


コード解説
----------

.. code-block:: js

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

MCP3008 のチャンネル0から 1000 ミリ秒（1 秒）ごとにデータを読み取るループを設定します。  
``read`` 関数は 0.0〜1.0 の範囲のアナログ値を返します。

.. code-block:: js

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

正規化された浮動小数点の ADC 値を 10 ビット整数（0〜1023）に変換します。

.. code-block:: js

    const Vr = 3.3 * raw / 1023;

ADC の読み取り値からサーミスタの電圧 ``Vr`` を計算します。MCP3008 の基準電圧は 3.3V と仮定します。

.. code-block:: js

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

分圧回路の公式を用いてサーミスタの抵抗値 ``Rt`` を計算します。 ``R0`` は直列接続された固定抵抗（10kΩ）です。

.. code-block:: js

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

**B パラメータ式** （Steinhart-Hart 式の簡易版）を適用して温度をケルビン単位で求めます。

.. code-block:: js

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

ケルビン温度を摂氏に変換し、さらに華氏に変換します。

.. code-block:: js

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

摂氏および華氏の温度を小数点以下 2 桁で表示します。