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.. _2.1.7_c:

2.1.7 Potenciómetro
============================

.. note::

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

   Dependiendo de la versión de su kit, identifique si tiene **ADC0834** o **MCP3008** y continúe con la sección correspondiente.

Introducción
--------------

La función ADC se puede utilizar para convertir señales analógicas en señales digitales, 
y en este experimento, se usa el ADC0834 para obtener la función involucrando ADC. Aquí, 
implementamos este proceso utilizando un potenciómetro. El potenciómetro cambia la cantidad 
física -- voltaje, que es convertido por la función ADC.

Componentes Necesarios
------------------------------

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

.. image:: ../img/list_2.1.4_potentiometer.png

Es definitivamente conveniente comprar un kit completo, aquí está el enlace: 

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

    *   - Nombre	
        - ARTÍCULOS EN ESTE KIT
        - ENLACE
    *   - Kit Raphael
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

También puedes comprarlos por separado en los enlaces a continuación.

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

    *   - INTRODUCCIÓN DE COMPONENTES
        - ENLACE DE COMPRA

    *   - :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_led`
        - |link_led_buy|
    *   - :ref:`cpn_potentiometer`
        - |link_potentiometer_buy|
    *   - :ref:`cpn_adc0834`
        - \-

Diagrama Esquemático
------------------------

.. image:: ../img/image311.png

.. image:: ../img/image312.png


Procedimientos Experimentales
-----------------------------------

**Paso 1:** Construye el circuito.

.. image:: ../img/image180.png

.. note::
    Coloca el chip refiriéndote a la posición correspondiente
    representada en la imagen. Nota que las ranuras en el chip deben estar a
    la izquierda cuando se coloque.

**Paso 2:** Abre el archivo de código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/c/2.1.7/

**Paso 3:** Compila el código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 2.1.7_Potentiometer.c -lwiringPi

**Paso 4:** Ejecuta.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo ./a.out

Después de ejecutar el código, gira la perilla del potenciómetro y la intensidad
del LED cambiará en consecuencia.

.. note::

    Si no funciona después de ejecutar el código, o aparece un mensaje de error: \"wiringPi.h: No such file or directory\", por favor refiérase a :ref:`install_wiringpi`.


**Código**

.. code-block:: c

    #include <wiringPi.h>
    #include <stdio.h>
    #include <softPwm.h>

    typedef unsigned char uchar;
    typedef unsigned int uint;

    #define     ADC_CS    0
    #define     ADC_CLK   1
    #define     ADC_DIO   2
    #define     LedPin    3

    uchar get_ADC_Result(uint channel)
    {
        uchar i;
        uchar dat1=0, dat2=0;
        int sel = channel > 1 & 1;
        int odd = channel & 1;

        digitalWrite(ADC_CLK, 1);
        delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK, 0);
        delayMicroseconds(2);

        pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
        digitalWrite(ADC_CS, 0);
        // Start bit
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // Single End mode
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // ODD
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,odd);  delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // Select
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,sel);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);

        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);

        for(i=0;i<8;i++)
        {
            digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
            digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);

            pinMode(ADC_DIO, INPUT);
            dat1=dat1<<1 | digitalRead(ADC_DIO);
        }

        for(i=0;i<8;i++)
        {
            dat2 = dat2 | ((uchar)(digitalRead(ADC_DIO))<<i);
            digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
            digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);
        }

        digitalWrite(ADC_CS,1);
        pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
        return(dat1==dat2) ? dat1 : 0;
    }

    int main(void)
    {
        uchar analogVal;
        if(wiringPiSetup() == -1){ //when initialize wiring failed,print messageto screen
            printf("setup wiringPi failed !");
            return 1;
        }
        softPwmCreate(LedPin,  0, 100);
        pinMode(ADC_CS,  OUTPUT);
        pinMode(ADC_CLK, OUTPUT);

        while(1){
            analogVal = get_ADC_Result(0);
            printf("Current analogVal : %d\n", analogVal);
            softPwmWrite(LedPin, analogVal);
            delay(100);
        }
        return 0;
    }

**Explicación del Código**

.. code-block:: c

    #define     ADC_CS    0
    #define     ADC_CLK   1
    #define     ADC_DIO   2
    #define     LedPin    3

Define los pines CS, CLK, DIO del ADC0834 y conéctalos a GPIO0, GPIO1 y GPIO2 respectivamente. 
Luego conecta el LED al GPIO3.

.. code-block:: c

    uchar get_ADC_Result(uint channel)
    {
        uchar i;
        uchar dat1=0, dat2=0;
        int sel = channel > 1 & 1;
        int odd = channel & 1;

        pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
        digitalWrite(ADC_CS, 0);
        // Start bit
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // Single End mode
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // ODD
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,odd);  delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // Select
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,sel);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);

        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        for(i=0;i<8;i++)
        {
            digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
            digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);

            pinMode(ADC_DIO, INPUT);
            dat1=dat1<<1 | digitalRead(ADC_DIO);
        }

        for(i=0;i<8;i++)
        {
            dat2 = dat2 | ((uchar)(digitalRead(ADC_DIO))<<i);
            digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
            digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);
        }

        digitalWrite(ADC_CS,1);
        pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
        return(dat1==dat2) ? dat1 : 0;
    }

Esta es una función del ADC0834 para obtener la conversión de Analógico a Digital. 
El flujo de trabajo específico es el siguiente:

.. code-block:: c

    digitalWrite(ADC_CS, 0);

Establece CS a nivel bajo y comienza a habilitar la conversión AD.

.. code-block:: c

    // Start bit
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);

Cuando la transición de bajo a alto de la entrada del reloj ocurre por primera vez, 
establece DIO en 1 como bit de inicio. En los siguientes tres pasos, hay 3 palabras 
de asignación.

.. code-block:: c

    //Single End mode
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);

Tan pronto como la transición de bajo a alto de la entrada del reloj ocurre por segunda vez, 
establece DIO en 1 y elige el modo SGL.

.. code-block:: c

    // ODD
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,odd);  delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);

Una vez que ocurre por tercera vez, el valor de DIO es controlado por la variable **odd**.

.. code-block:: c

    //Select
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,sel);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);

El pulso de CLK convertido de nivel bajo a alto por cuarta vez, el valor de DIO es 
controlado por la variable **sel**.

Bajo la condición de que channel=0, sel=0, odd=0, las fórmulas operacionales relativas 
a **sel** y **odd** son las siguientes:

.. code-block:: c

    int sel = channel > 1 & 1;
    int odd = channel & 1;

Cuando se cumple la condición de que channel=1, sel=0, odd=1, 
por favor consulta la siguiente tabla de lógica de control de dirección. Aquí se elige CH1, 
y el bit de inicio se desplaza a la ubicación inicial del registro del multiplexor y comienza la conversión.

.. image:: ../img/image313.png


.. code-block:: c

    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);

Aquí, establece DIO en 1 dos veces, ignóralo.

.. code-block:: c

    for(i=0;i<8;i++)
        {
            digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
            digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);

            pinMode(ADC_DIO, INPUT);
            dat1=dat1<<1 | digitalRead(ADC_DIO);
        }

En la primera declaración for(), tan pronto como el quinto pulso de CLK se convierte 
de nivel alto a nivel bajo, establece DIO en modo de entrada. Luego, la conversión 
comienza y el valor convertido se almacena en la variable dat1. Después de ocho períodos 
de reloj, la conversión se completa.

.. code-block:: c

    for(i=0;i<8;i++)
        {
            dat2 = dat2 | ((uchar)(digitalRead(ADC_DIO))<<i);
            digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
            digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);
        }

En la segunda declaración for(), se emiten los valores convertidos a través de DO 
después de otros ocho períodos de reloj y se almacenan en la variable dat2.

.. code-block:: c

    digitalWrite(ADC_CS,1);
    pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
    return(dat1==dat2) ? dat1 : 0;

return(dat1==dat2) ? dat1 : 0 se usa para comparar el valor obtenido durante la 
conversión y el valor de salida. Si son iguales entre sí, se emite el valor de 
conversión dat1; de lo contrario, se emite 0. Aquí se completa el flujo de 
trabajo del ADC0834.

.. code-block:: c

    softPwmCreate(LedPin,  0, 100);

La función es usar software para crear un pin PWM, LedPin, luego el ancho de pulso 
inicial se establece en 0 y el período de PWM es 100 x 100us.

.. code-block:: c

    while(1){
            analogVal = get_ADC_Result(0);
            printf("Valor analógico actual: %d\n", analogVal);
            softPwmWrite(LedPin, analogVal);
            delay(100);
        }

En el programa principal, lee el valor del canal 0 que ha sido conectado con un potenciómetro. 
Y almacena el valor en la variable analogVal, luego escríbelo en LedPin. Ahora puedes ver el 
brillo del LED cambiar con el valor del potenciómetro.

Foto del Fenómeno
-----------------------

.. image:: ../img/image181.jpeg