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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 luz ambiental. Ayuda al controlador a diferenciar entre el día y la noche y a implementar funciones de control de luz, como lámparas nocturnas. Este proyecto es muy similar al potenciómetro, ya que convierte una variación de voltaje en la detección de luz.

Componentes requeridos

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

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

Nombre	ELEMENTOS EN ESTE KIT	ENLACE
Kit Raphael	337	Raphael Kit

También puedes comprarlos por separado en 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	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.

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

Paso 3: Ve a la carpeta del código.

cd ~/raphael-kit/python-pi5

Paso 4: Ejecuta el archivo.

sudo python3 2.2.1-2_Photoresistor_zero.py

Cuando el código se esté ejecutando, la intensidad del LED cambiará según la intensidad de 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 siguiente. Pero antes de eso, necesitas ir a la ruta del código fuente como raphael-kit/python-pi5. Después de modificar el código, puedes ejecutarlo directamente para ver el efecto.

#!/usr/bin/env python3
import spidev
import time
from gpiozero import PWMLED

# Inicializar un LED PWM en el pin GPIO 22
led = PWMLED(22)

# Inicializar la comunicación SPI (Bus 0, CE0 -> GPIO8)
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)  # Bus 0, CS0
spi.max_speed_hz = 1000000  # 1 MHz

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

# Función de mapeo de valores entre rangos
def MAP(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
    return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min

# Bucle principal para leer el valor del ADC y controlar la intensidad del LED
def loop():
    while True:
        # Leer el valor analógico del canal 0 del MCP3008
        analogVal = read_adc(0)
        print('value = %d' % analogVal)

        # Mapear 0–1023 al rango PWM 0.0–1.0
        led.value = analogVal / 1023.0

        # Esperar 0.2 segundos
        time.sleep(0.2)

# Ejecutar el bucle principal y manejar KeyboardInterrupt para un apagado seguro
try:
    loop()
except KeyboardInterrupt:
    led.value = 0  # Apagar LED antes de salir

Explicación del código

1. Se importan las clases y librerías necesarias: PWMLED de gpiozero para controlar el LED con PWM, spidev para la comunicación SPI con MCP3008 y time para las funciones de pausa.

   #!/usr/bin/env python3
   import spidev
   import time
   from gpiozero import PWMLED
   

2. Se inicializa un LED PWM en el pin GPIO 22 y la interfaz SPI para MCP3008 (Bus 0, CE0). La velocidad de reloj SPI se configura a 1 MHz.

   led = PWMLED(22)
   spi = spidev.SpiDev()
   spi.open(0, 0)
   spi.max_speed_hz = 1000000
   

3. Se define la función para leer un canal específico del MCP3008. Envía un comando de 3 bytes por SPI y extrae un valor de 10 bits (0–1023).

   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
   

4. Se define una función auxiliar MAP() que convierte un número de un rango a otro, útil para ajustar el valor del ADC al rango del PWM.

   def MAP(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
       return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min
   

5. Se implementa un bucle que lee el valor analógico del canal 0 del MCP3008, lo convierte al rango PWM (0.0–1.0) y ajusta la intensidad del LED en consecuencia. El bucle se ejecuta cada 0.2 segundos.

   def loop():
       while True:
           analogVal = read_adc(0)
           print('value = %d' % analogVal)
           led.value = analogVal / 1023.0
           time.sleep(0.2)
   

6. Se ejecuta el bucle principal y se maneja la interrupción con KeyboardInterrupt. Cuando el usuario detiene el programa (Ctrl+C), el LED se apaga antes de salir.

   try:
       loop()
   except KeyboardInterrupt:
       led.value = 0