.. note::

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.. _3.1.4_c_pi5:

3.1.4 Ventilador Inteligente
================================


.. 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
---------------------

En este proyecto, utilizaremos motores, botones y termistores para crear un ventilador inteligente manual y automático, cuya velocidad del viento es ajustable.

Componentes Requeridos
---------------------------------

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes. 

.. image:: ../img/list_Smart_Fan.png
    :align: center

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

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

    *   - Nombre
        - ELEMENTOS EN ESTE KIT
        - ENLACE
    *   - Raphael Kit
        - 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_power_module`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_thermistor`
        - |link_thermistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_l293d`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_adc0834`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_button`
        - |link_button_buy|
    *   - :ref:`cpn_motor`
        - |link_motor_buy|

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

============== ========== ======== ===
Nombre T-Board Pin físico wiringPi BCM
GPIO17         Pin 11     0        17
GPIO18         Pin 12     1        18
GPIO27         Pin 13     2        27
GPIO22         Pin 15     3        22
GPIO5          Pin 29     21       5
GPIO6          Pin 31     22       6
GPIO13         Pin 33     23       13
============== ========== ======== ===

.. image:: ../img/Schematic_three_one4.png
   :align: center

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

**Paso 1:** Construir el circuito.

.. image:: ../img/image245.png
    :align: center

.. note::
    El módulo de alimentación puede usar una batería de 9V con el conector de 
    batería de 9V incluido en el kit. Inserta el capuchón del módulo de alimentación 
    en las tiras de bus de 5V de la placa de pruebas.

.. image:: ../img/image118.jpeg
    :align: center

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

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    cd ~/raphael-kit/c/3.1.4/

**Paso 3:** Compilar.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    gcc 3.1.4_SmartFan.c -lwiringPi -lm

**Paso 4:** Ejecutar el archivo ejecutable anterior.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo ./a.out

Al ejecutar el código, enciende el ventilador presionando el botón. Cada vez que presiones, 
se ajusta un nivel de velocidad hacia arriba o hacia abajo. Hay **5** tipos de niveles de 
velocidad: **0~4**. Cuando se configura en el **4\ :sup:** nivel de velocidad y presionas 
el botón, el ventilador deja de funcionar con una velocidad de viento de **0**.

Una vez que la temperatura sube o baja más de 2℃, la velocidad automáticamente aumenta o 
disminuye en 1 nivel.

.. note::

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

Código
----------

.. code-block:: c

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

    typedef unsigned char uchar;
    typedef unsigned int uint;

    #define ADC_CS      0
    #define ADC_CLK     1
    #define ADC_DIO     2
    #define MotorPin1   21
    #define MotorPin2   22
    #define MotorEnable 23
    #define BtnPin      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);

        delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        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 temperture(){
        unsigned char analogVal;
        double Vr, Rt, temp, cel, Fah;
        analogVal = get_ADC_Result(0);
        Vr = 5 * (double)(analogVal) / 255;
        Rt = 10000 * (double)(Vr) / (5 - (double)(Vr));
        temp = 1 / (((log(Rt/10000)) / 3950)+(1 / (273.15 + 25)));
        cel = temp - 273.15;
        Fah = cel * 1.8 +32;
        int t=cel;
        return t;
    }

    int motor(int level){
        if(level==0){
            digitalWrite(MotorEnable,LOW);
            return 0;
        }
        if (level>=4){
            level =4;
        }
        digitalWrite(MotorEnable,HIGH);
        softPwmWrite(MotorPin1, level*25);
        return level;    
    }
    void setup(){
        if(wiringPiSetup() == -1){ //when initialize wiring failed,print messageto screen
            printf("setup wiringPi failed !");
            return;
        }
        softPwmCreate(MotorPin1,  0, 100);
        softPwmCreate(MotorPin2,  0, 100);
        pinMode(MotorEnable,OUTPUT);
        pinMode(BtnPin,INPUT);
        pinMode(ADC_CS,  OUTPUT);
        pinMode(ADC_CLK, OUTPUT);
    }

    int main(void)
    {
        setup();
        int currentState,lastState=0;
        int level = 0;
        int currentTemp,markTemp=0;
        while(1){
            currentState=digitalRead(BtnPin);
            currentTemp=temperture();
            if (currentTemp<=0){continue;}
            if (currentState==1&&lastState==0){
                level=(level+1)%5;
                markTemp=currentTemp;
                delay(500);
            }
            lastState=currentState;
            if (level!=0){
                if (currentTemp-markTemp<=-2){
                    level=level-1;
                    markTemp=currentTemp;
                }
                if (currentTemp-markTemp>=2){
                    level=level+1;
                    markTemp=currentTemp;
                }
            }
            level=motor(level);
        }
        return 0;
    }

Explicación del Código
-------------------------------

.. code-block:: c

    int temperture(){
        unsigned char analogVal;
        double Vr, Rt, temp, cel, Fah;
        analogVal = get_ADC_Result(0);
        Vr = 5 * (double)(analogVal) / 255;
        Rt = 10000 * (double)(Vr) / (5 - (double)(Vr));
        temp = 1 / (((log(Rt/10000)) / 3950)+(1 / (273.15 + 25)));
        cel = temp - 273.15;
        Fah = cel * 1.8 +32;
        int t=cel;
        return t;
    }

Temperture() convierte los valores del termistor leídos por ADC0834 en valores de temperatura. 
Consulte :ref:`2.2.2_c_pi5` para más detalles.

.. code-block:: c

    int motor(int level){
        if(level==0){
            digitalWrite(MotorEnable,LOW);
            return 0;
        }
        if (level>=4){
            level =4;
        }
        digitalWrite(MotorEnable,HIGH);
        softPwmWrite(MotorPin1, level*25);
        return level;    
    }

Esta función controla la velocidad de rotación del motor. El rango del **nivel**: 
**0-4** (el nivel **0** detiene el motor). Un ajuste de nivel representa un cambio del **25%** 
en la velocidad del viento.

.. code-block:: c

    int main(void)
    {
        setup();
        int currentState,lastState=0;
        int level = 0;
        int currentTemp,markTemp=0;
        while(1){
            currentState=digitalRead(BtnPin);
            currentTemp=temperture();
            if (currentTemp<=0){continue;}
            if (currentState==1&&lastState==0){
                level=(level+1)%5;
                markTemp=currentTemp;
                delay(500);
            }
            lastState=currentState;
            if (level!=0){
                if (currentTemp-markTemp<=-2){
                    level=level-1;
                    markTemp=currentTemp;
                }
                if (currentTemp-markTemp>=2){
                    level=level+1;
                    markTemp=currentTemp;
                }
            }
            level=motor(level);
        }
        return 0;
    }

La función **main()** contiene el proceso completo del programa como se muestra:

1) Leer constantemente el estado del botón y la temperatura actual.

2) Cada pulsación hace que el nivel **+1** y al mismo tiempo, se actualice la temperatura. 
   El **nivel** varía entre **1~4**.

3) Mientras el ventilador está funcionando (el nivel no es **0**), la temperatura se encuentra 
   bajo detección. Un cambio de **+2℃** causa el aumento o disminución del nivel.

4) El motor cambia la velocidad de rotación con el **nivel**.