.. note::

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.. _2.2.2_js_pi5_mcp3008:

2.2.2 Thermistor (MCP3008)
============================

.. note::

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

   Abhängig von Ihrer Kit-Version identifizieren Sie bitte, ob Sie **ADC0834** oder **MCP3008** haben, und fahren Sie mit dem entsprechenden Abschnitt fort.

Einführung
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Genau wie ein Fotowiderstand Licht erkennen kann, ist ein Thermistor ein temperaturabhängiges elektronisches Bauelement, das für Temperaturregelungsfunktionen wie z. B. einen Hitzewarnmelder verwendet werden kann.

Benötigte Komponenten
------------------------------

In diesem Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten: 

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

Es ist definitiv bequem, ein komplettes Kit zu kaufen. Hier ist der Link: 

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    *   - Name
        - ELEMENTE IN DIESEM KIT
        - LINK
    *   - Raphael Kit
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Sie können die Komponenten auch einzeln über die folgenden Links kaufen:

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    *   - KOMPONENTENBESCHREIBUNG
        - KAUFLINK
    *   - :ref:`cpn_gpio_board`
        - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
        - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_resistor`
        - |link_resistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_thermistor`
        - |link_thermistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_mcp3008`
        - \-

Schaltplan
-----------------

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

    *   - T-Board Name
        - Physikalisch
        - WiringPi
        - BCM
    *   - SPICE0
        - Pin 24
        - 10
        - 8
    *   - SPIMOSI
        - Pin 19
        - 12
        - 10
    *   - SPIMISO
        - Pin 21
        - 13
        - 9
    *   - SPISCLK
        - Pin 23
        - 14
        - 11

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

Experimentelle Verfahren
------------------------------------

**Schritt 1:** Bauen Sie die Schaltung auf.

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

**Schritt 2:** Wechseln Sie in den Code-Ordner.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    cd ~/raphael-kit/nodejs/

**Schritt 3:** Führen Sie den Code aus.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo node thermistor-2.js

Sobald der Code ausgeführt wird, erkennt der Thermistor die Umgebungstemperatur, die nach der Berechnung des Programms auf dem Bildschirm ausgegeben wird.

**Code**

.. code-block:: js

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

    // Öffne MCP3008-Kanal 0 (CH0), analoger Eingang vom Thermistor-Spannungsteiler
    const adc = mcpadc.openMcp3008(0, { speedHz: 1350000 }, (err) => {
      if (err) {
        console.error('Fehler beim Öffnen des MCP3008-Kanals:', err);
        process.exit(1);
      }

      console.log('MCP3008-Thermistor-Kanal geöffnet.');

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

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

          const Vr = 3.3 * raw / 1023; // Spannung (bei 3,3 V Referenz)
          const R0 = 10000;            // Festwiderstand: 10kΩ
          const B = 3950;              // B-Konstante
          const Rt = R0 * Vr / (3.3 - Vr); // Thermistorwiderstand

          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);
    });

**Code-Erklärung**

.. code-block:: js

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

Richtet eine Schleife ein, die alle 1000 Millisekunden (1 Sekunde) vom MCP3008-Kanal 0 liest. Die Funktion `read` gibt einen analogen Wert zwischen 0,0 und 1,0 zurück.

.. code-block:: js

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

Wandelt den normalisierten Float-ADC-Wert in einen rohen 10-Bit-Integerwert (Bereich 0–1023) um.

.. code-block:: js

    const Vr = 3.3 * raw / 1023;

Berechnet die Spannung am Thermistor (``Vr``) anhand des ADC-Wertes. Es wird eine Referenzspannung des MCP3008 von 3,3 V angenommen.

.. code-block:: js

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

Verwendet die Spannungsteilerformel, um den Thermistorwiderstand ``Rt`` zu berechnen, wobei ``R0`` ein 10kΩ-Festwiderstand in Reihe ist.

.. code-block:: js

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

Wendet die **B-Parameter-Gleichung** (eine vereinfachte Form der Steinhart-Hart-Gleichung) an, um die Temperatur in Kelvin zu berechnen.

.. code-block:: js

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

Wandelt die Temperatur von Kelvin in Celsius und anschließend in Fahrenheit um.

.. code-block:: js

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

Gibt sowohl die Celsius- als auch die Fahrenheit-Temperatur mit zwei Dezimalstellen Genauigkeit in der Konsole aus.