.. note::

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.. _4.1.13_py_mcp3008:

4.1.13 Moniteur de surchauffe (MCP3008)
=======================================

.. note::

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

   Selon la version de votre kit, veuillez identifier si vous avez **ADC0834** ou **MCP3008** et suivre la section correspondante.

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

Vous pourriez vouloir réaliser un dispositif de surveillance de surchauffe applicable à différentes situations, 
par exemple, dans une usine, pour déclencher une alarme et arrêter automatiquement une machine lorsqu’un circuit surchauffe.  
Dans ce projet, nous allons utiliser un thermistor, un joystick, un buzzer, une LED et un écran LCD pour créer 
un dispositif intelligent de surveillance de la température dont le seuil est ajustable.

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

Dans ce projet, nous avons besoin des composants suivants :

.. image:: ../img/list2_Overheat_Monitor.png
    :width: 800
    :align: center

Il est évidemment plus 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_joystick`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_mcp3008`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_transistor`
        - |link_transistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_i2c_lcd`
        - |link_i2clcd1602_buy|
    *   - :ref:`cpn_thermistor`
        - |link_thermistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_buzzer`
        - \-

Schéma
------

============ ======== ======== ===
Nom T‑Board  physique WiringPi BCM
SPICE0       Pin 24   10       8
SPIMOSI      Pin 19   12       10
SPISIMO      Pin 21   13       9
SPISCLK      Pin 23   14       11
GPIO22       Pin 15   3        22
GPIO23       Pin 16   4        23
GPIO24       Pin 18   5        24
SDA1         Pin 3              
SCL1         Pin 5              
============ ======== ======== ===

.. image:: ../img/schematic_over_monitor_mcp3008.png
   :align: center

Procédure expérimentale
-----------------------

**Étape 1 :** Construire le circuit.

.. image:: ../img/july24_3.1.8_overheat_monitor_mcp3008.png

**Étape 2 :** Configurer l’interface SPI et installer la bibliothèque ``spidev`` (voir :ref:`spi_configuration` pour des instructions détaillées).  
Si vous avez déjà effectué ces étapes, vous pouvez les ignorer.

**Étape 3 :** Accéder au dossier du code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/python

**Étape 4 :** Exécuter le fichier.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 4.1.13-2_OverheatMonitor.py

Lorsque le code s’exécute, la température actuelle et le seuil haute température **40** s’affichent sur l’écran **I2C LCD1602**.  
Si la température dépasse le seuil, le buzzer et la LED se déclenchent pour vous alerter.

Le **joystick** permet d’ajuster le seuil de température maximale : déplacer le joystick selon les axes X et Y augmente ou diminue ce seuil.  
Appuyer sur le joystick réinitialise le seuil à sa valeur initiale.

.. note::

    * Si vous obtenez l’erreur ``FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1'``, reportez‑vous à :ref:`i2c_config` pour activer l’I2C.
    * Si l’erreur ``ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2'`` apparaît, exécutez : ``sudo apt install python3-smbus2``.
    * Si l’erreur ``OSError: [Errno 121] Remote I/O error`` se produit, cela signifie que le module est mal câblé ou défectueux.
    * Si le code et le câblage sont corrects, mais que l’écran LCD n’affiche toujours rien, ajustez le potentiomètre à l’arrière pour augmenter le contraste.

.. warning::

    Si un message d’erreur ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address`` s’affiche, reportez‑vous à :ref:`faq_soc`.

Code
----

.. note::
    Vous pouvez **Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter** le code ci‑dessous.  
    Mais avant cela, vous devez aller dans le chemin du code source comme ``raphael-kit/python``.  
    Après modification, vous pouvez exécuter directement le code pour voir l’effet.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    #!/usr/bin/env python3
    import RPi.GPIO as GPIO
    import spidev
    import time
    import math
    import LCD1602

    JOY_BTN_PIN = 22  # Broche bouton
    BUZZER_PIN = 23   # Broche buzzer
    LED_PIN = 24      # Broche LED

    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    GPIO.setup(JOY_BTN_PIN, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
    GPIO.setup(BUZZER_PIN, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(LED_PIN, GPIO.OUT)

    upperTem = 40

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

    LCD1602.init(0x27, 1)

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

    def get_joystick_value():
        x_val = read_adc(1)
        y_val = read_adc(2)
        if x_val > 800:
            return 1
        elif x_val < 200:
            return -1
        elif y_val > 800:
            return -10
        elif y_val < 200:
            return 10
        else:
            return 0

    def upper_tem_setting():
        global upperTem
        LCD1602.write(0, 0, 'Upper Adjust: ')
        change = int(get_joystick_value())
        upperTem += change
        LCD1602.write(0, 1, str(upperTem))
        LCD1602.write(len(str(upperTem)), 1, '              ')
        time.sleep(0.1)

    def temperature():
        analogVal = read_adc(0)
        Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0
        if Vr == 0:
            return 0
        Rt = 10000.0 * (3.3 - Vr) / Vr
        tempK = 1.0 / (((math.log(Rt / 10000.0)) / 3950.0) + (1.0 / (273.15 + 25.0)))
        return round(tempK - 273.15, 2)

    def monitoring_temp():
        global upperTem
        Cel = temperature()
        LCD1602.write(0, 0, 'Temp: ')
        LCD1602.write(0, 1, 'Upper: ')
        LCD1602.write(6, 0, str(Cel))
        LCD1602.write(7, 1, str(upperTem))
        time.sleep(0.1)
        if Cel >= upperTem:
            GPIO.output(BUZZER_PIN, GPIO.HIGH)
            GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)
        else:
            GPIO.output(BUZZER_PIN, GPIO.LOW)
            GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)

    try:
        lastState = GPIO.input(JOY_BTN_PIN)
        stage = 0
        while True:
            currentState = GPIO.input(JOY_BTN_PIN)
            if currentState == GPIO.HIGH and lastState == GPIO.LOW:
                stage = (stage + 1) % 2
                time.sleep(0.1)
                LCD1602.clear()
            lastState = currentState

            if stage == 1:
                upper_tem_setting()
            else:
                monitoring_temp()

    except KeyboardInterrupt:
        pass

    finally:
        LCD1602.clear()
        GPIO.cleanup()
        spi.close()

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

1. **Importation des bibliothèques** : GPIO pour le contrôle des broches, SPI pour l’ADC, LCD pour l’affichage, etc.  

   .. code-block:: python

       #!/usr/bin/env python3
       import RPi.GPIO as GPIO
       import spidev
       import time
       import math
       import LCD1602

2. **Configuration des broches GPIO** : bouton du joystick, buzzer et LED.  

   .. code-block:: python

       JOY_BTN_PIN = 22  # Button pin
       BUZZER_PIN = 23   # Buzzer pin
       LED_PIN = 24      # LED pin

       GPIO.setmode(GPIO.BCM)
       GPIO.setup(JOY_BTN_PIN, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
       GPIO.setup(BUZZER_PIN, GPIO.OUT)
       GPIO.setup(LED_PIN, GPIO.OUT)

3. **Initialisation du bus SPI et de l’écran LCD1602**.  

   .. code-block:: python

       upperTem = 40
       spi = spidev.SpiDev()
       spi.open(0, 0)
       spi.max_speed_hz = 1000000

       LCD1602.init(0x27, 1)

4. **Lecture des valeurs analogiques (read_adc)** via MCP3008.  

   .. code-block:: python

       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

5. **Lecture du joystick (get_joystick_value)** : ajuste le seuil selon le mouvement.  

   .. code-block:: python

       def get_joystick_value():
           x_val = read_adc(1)
           y_val = read_adc(2)
           if x_val > 800:
               return 1
           elif x_val < 200:
               return -1
           elif y_val > 800:
               return -10
           elif y_val < 200:
               return 10
           else:
               return 0

6. **Réglage du seuil (upper_tem_setting)** et affichage sur l’écran.  

   .. code-block:: python

       def upper_tem_setting():
           global upperTem
           LCD1602.write(0, 0, 'Upper Adjust: ')
           change = int(get_joystick_value())
           upperTem += change
           strUpperTem = str(upperTem)
           LCD1602.write(0, 1, strUpperTem)
           LCD1602.write(len(strUpperTem), 1, '              ')
           time.sleep(0.1)

7. **Lecture de la température (temperature)** : conversion tension → résistance → température via Steinhart‑Hart.  

   .. code-block:: python

       def temperature():
           analogVal = read_adc(0)
           Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0
           if Vr == 0:
               return 0
           Rt = 10000.0 * (3.3 - Vr) / Vr
           tempK = 1.0 / (((math.log(Rt / 10000.0)) / 3950.0) + (1.0 / (273.15 + 25.0)))
           Cel = tempK - 273.15
           return round(Cel, 2)

8. **Surveillance de la température (monitoring_temp)** : affichage et déclenchement du buzzer/LED si dépassement.  

   .. code-block:: python

       def monitoring_temp():
           global upperTem
           Cel = temperature()
           LCD1602.write(0, 0, 'Temp: ')
           LCD1602.write(0, 1, 'Upper: ')
           LCD1602.write(6, 0, str(Cel))
           LCD1602.write(7, 1, str(upperTem))
           time.sleep(0.1)
           if Cel >= upperTem:
               GPIO.output(BUZZER_PIN, GPIO.HIGH)
               GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)
           else:
               GPIO.output(BUZZER_PIN, GPIO.LOW)
               GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)

9. **Boucle principale** : bascule entre le mode réglage et le mode surveillance par pression sur le joystick.  

   .. code-block:: python

       try:
           lastState = GPIO.input(JOY_BTN_PIN)
           stage = 0
           while True:
               currentState = GPIO.input(JOY_BTN_PIN)
               if currentState == GPIO.HIGH and lastState == GPIO.LOW:
                   stage = (stage + 1) % 2
                   time.sleep(0.1)
                   LCD1602.clear()
               lastState = currentState

               if stage == 1:
                   upper_tem_setting()
               else:
                   monitoring_temp()

10. **Nettoyage final** : arrêt du SPI, libération des GPIO et effacement de l’écran LCD.

    .. code-block:: python

        except KeyboardInterrupt:
            pass
        finally:
            LCD1602.clear()
            GPIO.cleanup()
            spi.close()