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.. _2.2.2_c_pi5_mcp3008:

2.2.2 Termistor (MCP3008)
============================

.. note::

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

   Dependiendo de la versión de tu kit, identifica si tienes **ADC0834** o **MCP3008** y procede con la sección correspondiente.

Introducción
------------

Al igual que el fotorresistor puede detectar la luz, el termistor es un dispositivo electrónico sensible a la temperatura que se puede utilizar para realizar funciones de control de temperatura, como hacer una alarma de calor.

Componentes requeridos
-----------------------

En este proyecto necesitamos los siguientes componentes. 

.. image:: ../img/list2_2.2.2_thermistor.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 siguientes enlaces.

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

    *   - INTRODUCCIÓN DEL COMPONENTE
        - 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_thermistor`
        - |link_thermistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_mcp3008`
        - \-

Diagrama esquemático
--------------------

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

    *   - Nombre de la T-Board
        - physical
        - 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

Procedimientos experimentales
-----------------------------

**Paso 1:** Construye el circuito.

.. image:: ../img/july24_2.2.2_thermistor_mcp3008.png

**Paso 2:** Ve a la carpeta del código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/c/2.2.2-2/

**Paso 3:** Compila el código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 2.2.2_Thermistor.c -o Thermistor -lwiringPi -lm

.. note::
    -lm es para cargar la librería matemática. No lo omitas o se producirá un error.

**Paso 4:** Ejecuta el archivo compilado.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    ./Thermistor

Cuando el código se ejecute, el termistor detectará la temperatura ambiente, la cual se imprimirá en la pantalla después de finalizar el cálculo del programa.

.. note::

    Si no funciona después de ejecutarlo, o aparece un mensaje de error: \"wiringPi.h: No such file or directory\", por favor consulta :ref:`install_wiringpi_pi5`.


**Código**

.. code-block:: c

    #include <wiringPi.h>
    #include <wiringPiSPI.h>
    #include <stdio.h>
    #include <math.h>

    #define SPI_CHANNEL 0  // CE0
    #define SPI_SPEED   1000000  // 1MHz

    int read_ADC(int channel) {
        if (channel < 0 || channel > 7) return -1;

        unsigned char buffer[3];
        buffer[0] = 1;  // Bit de inicio
        buffer[1] = (8 + channel) << 4;  // Modo de un solo extremo + canal
        buffer[2] = 0;

        wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);

        int value = ((buffer[1] & 3) << 8) | buffer[2];
        return value;
    }

    int main(void) {
        int analogVal;
        double Vr, Rt, temp, cel, Fah;

        if (wiringPiSetup() == -1) {
            printf("¡Falló la configuración de wiringPi!\n");
            return 1;
        }

        if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
            printf("¡Falló la configuración de SPI!\n");
            return 1;
        }

        while (1) {
            analogVal = read_ADC(0);  // Leer desde CH0

            // MCP3008 es un ADC de 10 bits (0–1023)
            Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0;  // Suponiendo Vref = 3.3V
            Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr); // Divisor de voltaje, resistencia de 10k
            temp = 1 / ((log(Rt / 10000.0) / 3950.0) + (1 / (273.15 + 25.0)));
            cel = temp - 273.15;
            Fah = cel * 1.8 + 32;

            printf("Celsius: %.2f C  Fahrenheit: %.2f F\n", cel, Fah);
            delay(1000);
        }

        return 0;
    }

Explicación del código
----------------------

.. code-block:: c

    #include <wiringPi.h>
    #include <wiringPiSPI.h>
    #include <stdio.h>
    #include <math.h>

Estos archivos de cabecera incluyen bibliotecas para el control de GPIO (``wiringPi.h``), comunicación SPI (``wiringPiSPI.h``), operaciones estándar de entrada/salida (``stdio.h``) y funciones matemáticas (``math.h``) en C.

.. code-block:: c

    #define SPI_CHANNEL 0
    #define SPI_SPEED   1000000

Define constantes para el canal SPI y la velocidad de comunicación SPI. Aquí se usa el canal SPI 0 (CE0) y una velocidad de reloj de 1 MHz.

.. code-block:: c

    int read_ADC(int channel)

Esta función lee datos analógicos de un canal específico del ADC MCP3008.

.. code-block:: c

    buffer[0] = 1;
    buffer[1] = (8 + channel) << 4;
    buffer[2] = 0;

Estas líneas formatean el comando SPI según el protocolo MCP3008: un bit de inicio, configuración para modo de un solo extremo y número de canal.

.. code-block:: c

    wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);

Transfiere el comando SPI y recibe los datos ADC de 10 bits desde el MCP3008.

.. code-block:: c

    int value = ((buffer[1] & 3) << 8) | buffer[2];

Extrae y combina el resultado ADC de 10 bits desde el búfer SPI devuelto.

.. code-block:: c

    if (wiringPiSetup() == -1) { ... }
    if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) { ... }

Estas líneas inicializan WiringPi y configuran SPI. Si la inicialización falla, el programa termina.

.. code-block:: c

    analogVal = read_ADC(0);

Lee la señal analógica del canal 0 del MCP3008, donde está conectado el divisor de voltaje con el termistor.

.. code-block:: c

    Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0;

Convierte el valor digital del ADC en voltaje analógico. El rango del ADC es de 0–1023 con un voltaje de referencia de 3.3V.

.. code-block:: c

    Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr);

Calcula la resistencia del termistor usando la fórmula del divisor de voltaje. Se supone una resistencia de 10kΩ en serie con el termistor.

.. code-block:: c

    temp = 1 / ((log(Rt / 10000.0) / 3950.0) + (1 / (273.15 + 25.0)));

Usa la ecuación del parámetro B para convertir la resistencia del termistor en temperatura en Kelvin. 

**T(K) = 1 / [ln(Rt/R₀)/B + 1/T₀]**, donde  
- R₀ = 10kΩ  
- B = 3950  
- T₀ = 25°C = 298.15K

.. code-block:: c

    cel = temp - 273.15;

Convierte la temperatura de Kelvin a grados Celsius.

.. code-block:: c

    Fah = cel * 1.8 + 32;

Convierte la temperatura en Celsius a Fahrenheit.

.. code-block:: c

    printf("Celsius: %.2f C  Fahrenheit: %.2f F\n", cel, Fah);

Muestra la temperatura tanto en Celsius como en Fahrenheit en la terminal con una precisión de dos decimales.

.. Imagen del fenómeno
.. -------------------

.. .. image:: ../img/image203.jpeg