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2.2.2 Termistor (MCP3008)

Nota

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 puede usarse para funciones de control de temperatura, como crear una alarma de calor.

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	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
Termistor	COMPRAR
MCP3008	-

Diagrama esquemático

Nombre T-Board	physical	WiringPi	BCM
SPICE0	pin24	10	8
SPIMOSI	pin19	12	10
SPIMISO	pin21	13	9
SPISCLK	pin23	14	11

../_images/schematic_2.2.2_thermistor_mcp3008.png

Procedimientos experimentales

Paso 1: Construye el circuito.

../_images/july24_2.2.2_thermistor_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 2.2.2-2_thermistor.py

Con el código ejecutándose, el termistor detecta la temperatura ambiente, la cual se imprimirá en la pantalla una vez que el programa realice el cálculo.

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
# -*- coding: utf-8 -*-

import spidev
import time
import math
import RPi.GPIO as GPIO

# Establecer modo de GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

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

def read_adc(channel):
    """
    Leer valor analógico desde el canal MCP3008 (0–7)
    """
    if channel < 0 or channel > 7:
        return -1
    adc = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
    value = ((adc[1] & 0x03) << 8) | adc[2]
    return value

try:
    while True:
        # Leer valor analógico desde CH0 de MCP3008
        analogVal = read_adc(0)

        # Convertir a voltaje (suponiendo referencia de 3.3V)
        Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0

        # Calcular resistencia del termistor (R2 en divisor de voltaje es 10kΩ)
        Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr)

        # Cálculo Steinhart–Hart
        tempK = 1.0 / (((math.log(Rt / 10000.0)) / 3950.0) + (1.0 / (273.15 + 25.0)))

        # Convertir a Celsius y Fahrenheit
        Cel = tempK - 273.15
        Fah = Cel * 1.8 + 32

        # Imprimir resultado
        print('Celsius: %.2f °C  Fahrenheit: %.2f °F' % (Cel, Fah))

        time.sleep(0.2)

except KeyboardInterrupt:
    pass

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

Explicación del código

Esta sección importa las librerías necesarias:
- spidev para comunicación SPI con MCP3008
- time para retardos
- math para operaciones logarítmicas en la fórmula de temperatura Steinhart–Hart
- RPi.GPIO para inicializar y limpiar GPIO
```
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

import spidev
import time
import math
import RPi.GPIO as GPIO
```
Inicializa el modo de GPIO como BCM y configura la interfaz SPI en bus 0 y dispositivo 0 (CE0), con una velocidad de 1 MHz.
```
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)
spi.max_speed_hz = 1000000
```

Define una función read_adc(channel) para leer valores analógicos de un canal específico (0–7) del MCP3008. Envía un comando SPI de 3 bytes y recibe un resultado analógico de 10 bits (0–1023).

def read_adc(channel):
    if channel < 0 or channel > 7:
        return -1
    adc = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
    value = ((adc[1] & 0x03) << 8) | adc[2]
    return value

Bucle principal: Lee voltaje analógico desde un termistor en el canal 0, lo convierte a resistencia y luego usa la ecuación Steinhart–Hart para estimar la temperatura en Celsius y Fahrenheit. Las actualizaciones se imprimen cada 0,2 segundos.

try:
    while True:
        analogVal = read_adc(0)
        Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0
        Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr)
        tempK = 1.0 / (((math.log(Rt / 10000.0)) / 3950.0) + (1.0 / (273.15 + 25.0)))
        Cel = tempK - 273.15
        Fah = Cel * 1.8 + 32
        print('Celsius: %.2f °C  Fahrenheit: %.2f °F' % (Cel, Fah))
        time.sleep(0.2)

El bloque finally asegura un apagado correcto. Cierra la interfaz SPI y limpia los GPIO para liberar todos los recursos de hardware.
```
except KeyboardInterrupt:
    pass

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