.. note::

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.. _3.1.5_c_pi5_mcp3008:

3.1.5 Indicateur de batterie (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
------------

Dans ce projet, nous allons réaliser un dispositif indicateur de batterie qui peut afficher visuellement le niveau de la batterie sur la barre à LED.

.. warning::

    N’utilisez pas de composants de batterie dépassant 3,3 V afin d’éviter une surcharge susceptible d’endommager la puce ou le Raspberry Pi.

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

Dans ce projet, nous avons besoin des composants suivants.

.. image:: ../img/list2_Battery_Indicator.png
    :align: center

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_bar_graph`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_mcp3008`
        - \-

Schéma de câblage
-----------------

============ ======== ======== ===
Nom T‑Board  physique wiringPi BCM
SPICE0       Pin 24   10       8
SPIMOSI      Pin 19   12       10
SPIMISO      Pin 21   13       9
SPISCLK      Pin 23   14       11
GPIO25       Pin 22   6        25
GPIO12       Pin 32   26       12
GPIO16       Pin 36   27       16
GPIO20       Pin 38   28       20
GPIO21       Pin 40   29       21
GPIO5        Pin 29   21       5
GPIO6        Pin 31   22       6
GPIO13       Pin 33   23       13
GPIO19       Pin 35   24       19
GPIO26       Pin 37   25       26
============ ======== ======== ===

.. image:: ../img/schematic_battery_indicator_mcp3008.png
   :align: center

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

**Étape 1 :** Construisez le circuit.

.. image:: ../img/july24_3.1.5_battery_indicator_mcp3008.png

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

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    cd ~/raphael-kit/c/3.1.5-2/

**Étape 3 :** Compilez le code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    gcc 3.1.5_BatteryIndicator.c -lwiringPi

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

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo ./a.out

Après l’exécution du programme, connectez séparément le 3e broche du MCP3008 et la masse (GND) aux deux pôles d’une batterie.  
Vous pouvez voir que la LED correspondante de la barre à LED s’allume pour afficher le niveau de puissance (plage de mesure : 0 – 5 V).

.. 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>

    #define SPI_CHANNEL 0
    #define SPI_SPEED   1000000  // 1 MHz
    #define VREF        3.3      

    int pins[10] = {6, 26, 27, 28, 29, 21, 22, 23, 24, 25};

    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 entrée unique
        buffer[2] = 0;

        wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);

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

    void LedBarGraph(int value) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            if (i < value)
                digitalWrite(pins[i], HIGH);  
            else
                digitalWrite(pins[i], LOW);
        }
    }

    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 la configuration SPI !\n");
            return 1;
        }

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            pinMode(pins[i], OUTPUT);
            digitalWrite(pins[i], HIGH);
        }

        while (1) {
            int analogVal = read_ADC(0);  // MCP3008 CH0
            if (analogVal < 0) continue;

            float voltage = analogVal * VREF / 1023.0;
            int level = analogVal * 10 / 1024;  
            if (level > 10) level = 10;  

            LedBarGraph(level);

            printf("ADC Value : %d\tVoltage : %.2f V\tLevel : %d\n", analogVal, voltage, level);

            delay(200);
        }

        return 0;
    }

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

.. code-block:: c

    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 entrée unique, CH0~CH7
        buffer[2] = 0;

        wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);

        int value = ((buffer[1] & 3) << 8) | buffer[2];  // Combine résultat 10 bits
        return value;
    }

Cette fonction lit les valeurs analogiques du circuit intégré MCP3008 via SPI.  
Le paramètre ``channel`` sélectionne l’une des 8 entrées analogiques (CH0 – CH7).  
Le MCP3008 retourne une valeur numérique 10 bits comprise entre 0 et 1023 représentant la tension analogique.

.. code-block:: c

    void LedBarGraph(int value) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            if (i < value)
                digitalWrite(pins[i], HIGH);  // Allumer LED (hypothèse : câblage actif HIGH)
            else
                digitalWrite(pins[i], LOW);   // Éteindre LED
        }
    }

Cette fonction contrôle un afficheur à 10 LEDs.  
Chaque LED représente 1/10 de la plage de tension.  
Les LED s’allument dans l’ordre jusqu’au niveau spécifié.

Remarque : Cette version suppose que les anodes des LED sont connectées aux GPIO et les cathodes à la masse (actif HIGH).

.. 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 la configuration SPI !\n");
            return 1;
        }

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            pinMode(pins[i], OUTPUT);
            digitalWrite(pins[i], HIGH);  // Initialiser toutes les LED sur ON
        }

        while (1) {
            int analogVal = read_ADC(0);  // Lecture tension sur CH0
            if (analogVal < 0) continue;

            float voltage = analogVal * VREF / 1023.0;
            int level = analogVal * 10 / 1024;  // Mise à l’échelle 0 – 10 niveaux
            if (level > 10) level = 10;

            LedBarGraph(level);  // Affichage du niveau sur les LED

            printf("ADC Value : %d\tVoltage : %.2f V\tLevel : %d\n", analogVal, voltage, level);

            delay(200);  // Taux de mise à jour : 5 Hz
        }

        return 0;
    }

Logique principale du programme :

- Initialise wiringPi et la communication SPI.  
- Définit les broches GPIO comme sorties pour contrôler la barre à 10 LEDs.  
- Lit en continu la tension analogique via MCP3008 (CH0).  
- Convertit la lecture en tension avec ``VREF = 3,3 V``.  
- Met à l’échelle la tension sur une barre 0 – 10 et allume les LED correspondantes.  
- Affiche la valeur brute de l’ADC, la tension (en volts) et le niveau de LED sur la console série.

Ceci agit comme un indicateur visuel du niveau de batterie ou un voltmètre analogique.