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2.2.1 Fotorresistor (MCP3008)

Nota

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.

../_images/list2_2.2.1_photoresistor.png

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

Nombre	ARTÍCULOS EN ESTE KIT	ENLACE
Kit Raphael	337	Raphael Kit

También puedes comprarlos por separado desde los siguientes enlaces.

INTRODUCCIÓN DEL COMPONENTE	ENLACE DE COMPRA
Placa de Extensión GPIO	COMPRAR
Protoboard	COMPRAR
Cables de Puente	COMPRAR
Resistor	COMPRAR
LED	COMPRAR
MCP3008	-
Fotoresistor	COMPRAR

Diagrama esquemático

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

../_images/schematic_2.2.1_photoresistor_mcp3008.png

Procedimientos experimentales

Paso 1: Construye el circuito.

../_images/july24_2.2.1_photoresistor_mcp3008.png

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

Paso 3: Ve a la carpeta del código.

cd ~/raphael-kit/python

Paso 4: Ejecuta el archivo.

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.

Advertencia

Si aparece el error RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address, consulta Si «gpiozero» no funciona.

Código

Nota

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.

#!/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.
```
#!/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%.
```
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.
```
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.

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.

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.
```
except KeyboardInterrupt:
    pass

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