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2.1.7 Potenciómetro (MCP3008)
Nota
Dependiendo de la versión de tu kit, identifica si tienes ADC0834 o MCP3008 y procede con la sección correspondiente.
Introducción
La función ADC se utiliza para convertir señales analógicas en valores digitales. En este experimento, usamos el chip ADC MCP3008 para realizar esta conversión. Un potenciómetro se usa para generar un voltaje variable, que cambia la magnitud física. El MCP3008 convierte este voltaje analógico en un valor digital que puede ser leído y procesado por la Raspberry Pi.
Componentes requeridos
En este proyecto necesitamos los siguientes componentes.
Es definitivamente conveniente comprar un kit completo, aquí está el enlace:
Nombre |
ARTÍCULOS EN ESTE KIT |
ENLACE |
|---|---|---|
Kit Raphael |
337 |
También puedes comprarlos por separado en los siguientes enlaces.
INTRODUCCIÓN DEL COMPONENTE |
ENLACE DE COMPRA |
|---|---|
- |
Diagrama esquemático
Nombre de la 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 |
Procedimientos experimentales
Paso 1: Construye el circuito.
Nota
Coloca el chip siguiendo la posición correspondiente mostrada en la imagen. Ten en cuenta que las ranuras del chip deben estar a la izquierda cuando se coloque.
Paso 2: Abre el archivo de código.
cd ~/raphael-kit/c/2.1.7-2/
Paso 3: Compila el código.
gcc 2.1.7_Potentiometer.c -lwiringPi
Paso 4: Ejecuta.
sudo ./a.out
Después de ejecutar el código, gira la perilla del potenciómetro; la intensidad del LED cambiará en consecuencia.
Nota
Si no funciona después de ejecutar, o aparece un mensaje de error: "wiringPi.h: No such file or directory", por favor consulta Instalar y verificar WiringPi.
Código
#include <wiringPi.h>
#include <wiringPiSPI.h>
#include <stdio.h>
#include <softPwm.h>
#define SPI_CHANNEL 0 // CE0
#define SPI_SPEED 1000000 // 1MHz
#define LedPin 3
int readADC(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) {
if (wiringPiSetup() == -1) {
printf("¡Falló la inicialización de WiringPi!\n");
return 1;
}
if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
printf("¡Falló la configuración de SPI!\n");
return 1;
}
softPwmCreate(LedPin, 0, 100);
while (1) {
int analogVal = readADC(0); // CH0
printf("Valor ADC: %d\n", analogVal);
int pwmVal = analogVal * 100 / 1023; // Normaliza a 0–100
softPwmWrite(LedPin, pwmVal);
delay(100);
}
return 0;
}
Explicación del código
#define SPI_CHANNEL 0 // CE0
#define SPI_SPEED 1000000 // 1MHz
#define LedPin 3
Define el canal SPI como CE0 (chip enable 0), establece la velocidad SPI en 1MHz y asigna GPIO3 al pin del LED.
int readADC(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;
}
Esta función se usa para leer datos analógicos del MCP3008.
Primero, verifica si el número de canal está dentro del rango válido (0 a 7).
Inicializa una matriz de 3 bytes, donde:
buffer[0] = 1: Bit de inicio para la comunicación MCP3008.buffer[1] = (8 + channel) << 4: Construye el byte de configuración para modo de un solo extremo y selecciona el canal deseado.buffer[2] = 0: Byte de marcador de posición para recibir el resultado.
wiringPiSPIDataRWenvía y recibe datos a través del canal SPI.El valor de retorno se extrae de los dos últimos bytes usando operaciones bit a bit para obtener un resultado ADC de 10 bits.
int main(void) {
if (wiringPiSetup() == -1) {
printf("¡Falló la inicialización de WiringPi!\n");
return 1;
}
if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
printf("¡Falló la configuración de SPI!\n");
return 1;
}
softPwmCreate(LedPin, 0, 100);
while (1) {
int analogVal = readADC(0); // CH0
printf("Valor ADC: %d\n", analogVal);
int pwmVal = analogVal * 100 / 1023; // Normaliza a 0–100
softPwmWrite(LedPin, pwmVal);
delay(100);
}
return 0;
}
En la función principal:
wiringPiSetup()inicializa la biblioteca WiringPi.wiringPiSPISetup()inicializa la comunicación SPI en el canal 0 a 1MHz.softPwmCreate()configura el PWM por software en GPIO3 con un ciclo de trabajo inicial de 0 y un rango de 0–100.
El programa entra en un bucle infinito donde:
Lee el valor ADC del canal 0 (conectado a un potenciómetro).
Imprime el valor ADC en la terminal.
Convierte el valor ADC de 10 bits en un ciclo de trabajo PWM entre 0 y 100.
Escribe el valor PWM en el LED, de modo que el brillo refleje la posición del potenciómetro.
delay(100) pausa por 100 milisegundos antes del siguiente ciclo de lectura/escritura.