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2.2.2 サーミスタ(MCP3008)

注釈

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。

回路図

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

実験手順

手順1: 回路を組み立てます。

手順2: コードのフォルダに移動します。

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

手順3: コードを実行します。

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

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。