.. note::

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.. _2.1.7_c_pi5_mcp3008:

2.1.7 Potentiomètre (MCP3008)
=============================

.. note::

   .. image:: ../img/mcp3008_and_adc0834.jpg
      :width: 25%
      :align: left
    

   Selon la version de votre kit, identifiez si vous disposez d’un **ADC0834** ou d’un **MCP3008** et suivez la section correspondante.

Introduction
------------

La fonction ADC est utilisée pour convertir des signaux analogiques en valeurs numériques.  
Dans cette expérience, nous utilisons la puce ADC MCP3008 pour effectuer cette conversion.  
Un potentiomètre est utilisé pour générer une tension variable, qui change la grandeur physique.  
Le MCP3008 convertit ensuite cette tension analogique en une valeur numérique pouvant être lue et traitée par le Raspberry Pi.

Composants requis
-----------------

Dans ce projet, nous avons besoin des composants suivants :

.. image:: ../img/list2_2.1.4_potentiometer.png

Il est bien sûr pratique d’acheter un kit complet, voici le lien : 

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    *   - Nom	
        - ÉLÉMENTS DANS CE KIT
        - LIEN
    *   - Kit Raphael
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Vous pouvez également les acheter séparément via les liens ci‑dessous.

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    *   - INTRODUCTION DU COMPOSANT
        - LIEN D’ACHAT

    *   - :ref:`cpn_gpio_extension_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_potentiometer`
        - |link_potentiometer_buy|
    *   - :ref:`cpn_mcp3008`
        - \-

Schéma de câblage
-----------------

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

    *   - Nom T‑Board
        - Physique
        - 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_2.1.7_potentiometer_mcp3008.png

Procédures expérimentales
-------------------------

**Étape 1 :** Construisez le circuit.

.. image:: ../img/july24_2.1.7_potentiometer_mcp3008.png

.. note::
    Veuillez placer la puce en vous référant à la position correspondante
    illustrée sur l’image. Notez que la rainure sur la puce doit être placée sur
    la gauche.

**Étape 2 :** Ouvrez le fichier du code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/c/2.1.7-2/

**Étape 3 :** Compilez le code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 2.1.7_Potentiometer.c -lwiringPi

**Étape 4 :** Exécutez le programme.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo ./a.out

Après l’exécution du code, tournez le bouton du potentiomètre : l’intensité de la LED changera en conséquence.

.. note::

    Si cela ne fonctionne pas après l’exécution ou si un message d’erreur apparaît : « wiringPi.h: No such file or directory », veuillez vous référer à :ref:`install_wiringpi_pi5`.

Code
----

.. code-block:: c

        #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 démarrage
            buffer[1] = (8 + channel) << 4;            // Mode simple, 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("Échec de l’initialisation de WiringPi !\n");
                return 1;
            }

            if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
                printf("Échec de l’initialisation du SPI !\n");
                return 1;
            }

            softPwmCreate(LedPin, 0, 100);

            while (1) {
                int analogVal = readADC(0);  // CH0
                printf("Valeur ADC : %d\n", analogVal);

                int pwmVal = analogVal * 100 / 1023;  // Normaliser de 0 à 100
                softPwmWrite(LedPin, pwmVal);

                delay(100);
            }

            return 0;
        }

Explication du code
-------------------

.. code-block:: c

    #define SPI_CHANNEL 0  // CE0
    #define SPI_SPEED   1000000  // 1MHz
    #define LedPin      3

Définit le canal SPI comme CE0 (Chip Enable 0), fixe la vitesse SPI à 1 MHz et assigne la broche GPIO3 à la LED.

.. code-block:: c

    int readADC(int channel) {
        if (channel < 0 || channel > 7) return -1;

        unsigned char buffer[3];
        buffer[0] = 1;                             // Bit de démarrage
        buffer[1] = (8 + channel) << 4;            // Mode simple, canal
        buffer[2] = 0;

        wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);

        int value = ((buffer[1] & 3) << 8) | buffer[2];
        return value;
    }

Cette fonction est utilisée pour lire des données analogiques du MCP3008.

* Tout d’abord, elle vérifie si le numéro de canal est dans la plage valide (0 à 7).
* Elle initialise un tableau de 3 octets, où :
  * ``buffer[0] = 1`` : bit de démarrage pour la communication MCP3008.
  * ``buffer[1] = (8 + channel) << 4`` : construction de l’octet de configuration pour le mode simple et sélection du canal souhaité.
  * ``buffer[2] = 0`` : octet tampon pour recevoir le résultat.
* ``wiringPiSPIDataRW`` envoie et reçoit des données via le canal SPI.
* La valeur de retour est extraite des deux derniers octets à l’aide d’opérations binaires pour obtenir un résultat ADC 10 bits.

.. code-block:: c

    int main(void) {
        if (wiringPiSetup() == -1) {
            printf("Échec de l’initialisation de WiringPi !\n");
            return 1;
        }

        if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
            printf("Échec de l’initialisation du SPI !\n");
            return 1;
        }

        softPwmCreate(LedPin, 0, 100);

        while (1) {
            int analogVal = readADC(0);  // CH0
            printf("Valeur ADC : %d\n", analogVal);

            int pwmVal = analogVal * 100 / 1023;  // Normaliser de 0 à 100
            softPwmWrite(LedPin, pwmVal);

            delay(100);
        }

        return 0;
    }

Dans la fonction principale :

* ``wiringPiSetup()`` initialise la bibliothèque WiringPi.
* ``wiringPiSPISetup()`` initialise la communication SPI sur le canal 0 à 1 MHz.
* ``softPwmCreate()`` configure un PWM logiciel sur GPIO3 avec un cycle de service initial de 0 et une plage de 0 à 100.

Le programme entre dans une boucle infinie où :

* Il lit la valeur ADC du canal 0 (connecté au potentiomètre).
* Affiche la valeur ADC sur le terminal.
* Convertit la valeur ADC 10 bits en un cycle PWM compris entre 0 et 100.
* Écrit la valeur PWM sur la LED, de sorte que la luminosité reflète la position du potentiomètre.

``delay(100)`` suspend l’exécution pendant 100 millisecondes avant le prochain cycle de lecture/écriture.