.. note::

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.. _2.2.2_c_pi5_mcp3008:

2.2.2 Thermistance (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
------------

Tout comme une photorésistance peut détecter la lumière, une thermistance est un composant électronique sensible à la température, pouvant être utilisée pour réaliser des fonctions de contrôle thermique, comme un dispositif d’alarme de surchauffe.

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

Dans ce projet, nous avons besoin des composants suivants :

.. image:: ../img/list2_2.2.2_thermistor.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_thermistor`
        - |link_thermistor_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

.. image:: ../img/schematic_2.2.2_thermistor_mcp3008.png

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

**Étape 1 :** Construisez le circuit.

.. image:: ../img/july24_2.2.2_thermistor_mcp3008.png

**Étape 2 :** Accédez au dossier du code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    cd ~/raphael-kit/c/2.2.2-2/

**Étape 3 :** Compilez le code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    gcc 2.2.2_Thermistor.c -o Thermistor -lwiringPi -lm

.. note::
    -lm permet de charger la bibliothèque mathématique. Ne l’omettez pas, sinon une erreur se produira.

**Étape 4 :** Exécutez le fichier exécutable.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    ./Thermistor

Une fois le programme exécuté, la thermistance détecte la température ambiante, qui sera affichée à l’écran après le calcul du programme.

.. 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 <math.h>

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

    int read_ADC(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) {
        int analogVal;
        double Vr, Rt, temp, cel, Fah;

        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;
        }

        while (1) {
            analogVal = read_ADC(0);  // Lecture depuis CH0

            // MCP3008 est un ADC 10 bits (0–1023)
            Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0;  // Suppose Vref = 3,3 V
            Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr); // Diviseur de tension, résistance de 10 kΩ
            temp = 1 / ((log(Rt / 10000.0) / 3950.0) + (1 / (273.15 + 25.0)));
            cel = temp - 273.15;
            Fah = cel * 1.8 + 32;

            printf("Celsius : %.2f °C  Fahrenheit : %.2f °F\n", cel, Fah);
            delay(1000);
        }

        return 0;
    }

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

.. code-block:: c

    #include <wiringPi.h>
    #include <wiringPiSPI.h>
    #include <stdio.h>
    #include <math.h>

Ces fichiers d’en‑tête incluent les bibliothèques pour le contrôle des GPIO (``wiringPi.h``), la communication SPI (``wiringPiSPI.h``), les opérations d’E/S standard (``stdio.h``) et les fonctions mathématiques (``math.h``) en C.

.. code-block:: c

    #define SPI_CHANNEL 0
    #define SPI_SPEED   1000000

Définit les constantes pour le canal SPI et la vitesse de communication. Ici, le canal SPI 0 (CE0) et une fréquence d’horloge de 1 MHz sont utilisés.

.. code-block:: c

    int read_ADC(int channel)

Cette fonction lit les données analogiques d’un canal spécifié du convertisseur analogique‑numérique MCP3008.

.. code-block:: c

    buffer[0] = 1;
    buffer[1] = (8 + channel) << 4;
    buffer[2] = 0;

Ces lignes formatent la commande SPI selon le protocole du MCP3008 : bit de démarrage, configuration en mode simple et numéro de canal.

.. code-block:: c

    wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);

Transfère la commande SPI et reçoit la donnée ADC 10 bits du MCP3008.

.. code-block:: c

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

Extrait et combine le résultat 10 bits de la mémoire tampon SPI renvoyée.

.. code-block:: c

    if (wiringPiSetup() == -1) { ... }
    if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) { ... }

Ces lignes initialisent WiringPi et configurent le SPI. Si l’initialisation échoue, le programme se termine.

.. code-block:: c

    analogVal = read_ADC(0);

Lit le signal analogique du canal 0 du MCP3008, où est connecté le pont diviseur avec la thermistance.

.. code-block:: c

    Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0;

Convertit la valeur numérique ADC en tension analogique. La plage de l’ADC est de 0–1023 avec une tension de référence de 3,3 V.

.. code-block:: c

    Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr);

Calcule la résistance de la thermistance en utilisant la formule du diviseur de tension. Une résistance de 10 kΩ est supposée en série avec la thermistance.

.. code-block:: c

    temp = 1 / ((log(Rt / 10000.0) / 3950.0) + (1 / (273.15 + 25.0)));

Utilise l’équation B‑paramètre pour convertir la résistance de la thermistance en température (Kelvin).  

**T(K) = 1 / [ln(Rt/R₀)/B + 1/T₀]**, où  
- R₀ = 10 kΩ  
- B = 3950  
- T₀ = 25 °C = 298,15 K

.. code-block:: c

    cel = temp - 273.15;

Convertit la température de Kelvin en degrés Celsius.

.. code-block:: c

    Fah = cel * 1.8 + 32;

Convertit la température Celsius en Fahrenheit.

.. code-block:: c

    printf("Celsius : %.2f °C  Fahrenheit : %.2f °F\n", cel, Fah);

Affiche la température en Celsius et en Fahrenheit sur le terminal avec une précision de 2 décimales.