.. note::

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.. _2.2.1_py_mcp3008:

2.2.1 Fotorresistor (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
------------

El fotorresistor es un componente comúnmente usado para medir la intensidad de la luz ambiental. 
Ayuda al controlador a reconocer el día y la noche y a realizar funciones de control de luz como una lámpara nocturna. 
Este proyecto es muy similar al del potenciómetro, y puedes pensar que cambia el voltaje para detectar la luz.

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

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

.. image:: ../img/list2_2.2.1_photoresistor.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 desde 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_led`
        - |link_led_buy|
    *   - :ref:`cpn_mcp3008`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_photoresistor`
        - |link_photoresistor_buy|

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

.. .. image:: ../img/2.2.1_photoresistor_schematic_1.png

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

    *   - Nombre T-Board
        - physical
        - WiringPi
        - BCM

    *   - SPICE0
        - pin24
        - 10
        - 8
    *   - SPIMOSI
        - pin19
        - 12
        - 10
    *   - SPIMISO
        - pin21
        - 13
        - 9
    *   - SPISCLK
        - pin23
        - 14
        - 11
    *   - GPIO22
        - pin15
        - 3
        - 22

.. image:: ../img/schematic_2.2.1_photoresistor_mcp3008.png

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

**Paso 1:** Construye el circuito.

.. image:: ../img/july24_2.2.1_photoresistor_mcp3008.png

**Paso 2:** Configura la interfaz SPI e instala la librería ``spidev`` (consulta :ref:`spi_configuration` para instrucciones detalladas). Si ya realizaste estos pasos, puedes omitirlos.

**Paso 3:** Ve a la carpeta del código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/python

**Paso 4:** Ejecuta el archivo.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 2.2.1-2_photoresistor.py

Cuando el código está en ejecución, el brillo del LED cambiará de acuerdo con la intensidad de la luz detectada por el fotorresistor.

.. warning::

    Si aparece el error ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, consulta :ref:`faq_soc`

Código
------

.. note::

    Puedes **Modificar/Restablecer/Copiar/Ejecutar/Detener** el código de abajo.  
    Pero antes, necesitas ir a la ruta del código fuente como ``raphael-kit/python``.  
    Después de modificar el código, puedes ejecutarlo directamente para ver el efecto.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    #!/usr/bin/env python3

    import RPi.GPIO as GPIO
    import spidev
    import time

    # Pin GPIO para el LED PWM
    PWM_PIN = 22

    # Configuración de GPIO
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    GPIO.setup(PWM_PIN, GPIO.OUT)

    # Inicializar PWM (frecuencia = 1000Hz)
    pwm = GPIO.PWM(PWM_PIN, 1000)
    pwm.start(0)  # Inicia con un ciclo de trabajo del 0%

    # Inicializar SPI (MCP3008 en Bus 0, CE0)
    spi = spidev.SpiDev()
    spi.open(0, 0)
    spi.max_speed_hz = 1000000  # 1 MHz

    # Función para leer valor ADC de MCP3008
    def read_adc(channel):
        """
        Lee el valor analógico del MCP3008 (canal 0–7)
        Retorna: valor de 10 bits (0–1023)
        """
        if channel < 0 or channel > 7:
            return -1
        r = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
        value = ((r[1] & 3) << 8) | r[2]
        return value

    # Bucle principal para leer ADC y ajustar el brillo del PWM
    try:
        while True:
            analogVal = read_adc(0)
            print(f"value = {analogVal}")

            # Escalar valor ADC (0–1023) a ciclo de trabajo (0–100)
            duty_cycle = analogVal * 100 / 1023
            pwm.ChangeDutyCycle(duty_cycle)

            time.sleep(0.2)

    except KeyboardInterrupt:
        pass

    finally:
        pwm.stop()
        GPIO.cleanup()
        spi.close()

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

#. Importar librerías necesarias:

   - ``RPi.GPIO`` para controlar pines GPIO y generar señal PWM.
   - ``spidev`` para comunicarse con el MCP3008 a través de SPI.
   - ``time`` para gestionar temporización y retardos.

   .. code-block:: python

       #!/usr/bin/env python3

       import RPi.GPIO as GPIO
       import spidev
       import time

#. Configurar el pin GPIO 22 como salida PWM usando el modo BCM.  
   Inicializar el PWM por software a 1000 Hz con un ciclo de trabajo inicial del 0%.

   .. code-block:: python

       PWM_PIN = 22
       GPIO.setmode(GPIO.BCM)
       GPIO.setup(PWM_PIN, GPIO.OUT)
       pwm = GPIO.PWM(PWM_PIN, 1000)
       pwm.start(0)

#. Configurar la interfaz SPI para comunicarse con el MCP3008 en el bus 0, CE0, y establecer la velocidad SPI en 1 MHz.

   .. code-block:: python

       spi = spidev.SpiDev()
       spi.open(0, 0)
       spi.max_speed_hz = 1000000

#. Definir una función ``read_adc(channel)`` para leer valores analógicos desde el MCP3008.  
   Envía tres bytes al chip y reconstruye un valor analógico de 10 bits (0–1023) a partir de la respuesta.

   .. code-block:: python

       def read_adc(channel):
           if channel < 0 or channel > 7:
               return -1
           r = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
           value = ((r[1] & 3) << 8) | r[2]
           return value

#. Este es el bucle principal que:
   - Lee la entrada analógica del canal 0 del MCP3008.
   - Convierte el valor a un ciclo de trabajo PWM (0–100%).
   - Ajusta el brillo del LED usando ``pwm.ChangeDutyCycle()``.
   - Se repite cada 0,2 segundos.

   .. code-block:: python

       try:
           while True:
               analogVal = read_adc(0)
               print(f"value = {analogVal}")
               duty_cycle = analogVal * 100 / 1023
               pwm.ChangeDutyCycle(duty_cycle)
               time.sleep(0.2)

#. Cuando el usuario interrumpe el programa con Ctrl+C, el PWM y los GPIO se limpian correctamente, y la interfaz SPI se cierra.

   .. code-block:: python

       except KeyboardInterrupt:
           pass

       finally:
           pwm.stop()
           GPIO.cleanup()
           spi.close()