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2.2.2 Thermistance (MCP3008)
Note
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 :
Il est bien sûr pratique d’acheter un kit complet, voici le lien :
Nom |
ÉLÉMENTS DANS CE KIT |
LIEN |
|---|---|---|
Kit Raphael |
337 |
Vous pouvez également les acheter séparément via les liens ci‑dessous.
INTRODUCTION DU COMPOSANT |
LIEN D’ACHAT |
|---|---|
- |
Schéma de câblage
Nom T‑Board |
Physique |
WiringPi |
BCM |
|---|---|---|---|
SPICE0 |
pin24 |
10 |
8 |
SPIMOSI |
pin19 |
12 |
10 |
SPIMISO |
pin21 |
13 |
9 |
SPISCLK |
pin23 |
14 |
11 |
Procédures expérimentales
Étape 1 : Construisez le circuit.
Étape 2 : Accédez au dossier du code.
cd ~/raphael-kit/c/2.2.2-2/
Étape 3 : Compilez le code.
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.
./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 Installer et vérifier WiringPi.
Code
#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
#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.
#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.
int read_ADC(int channel)
Cette fonction lit les données analogiques d’un canal spécifié du convertisseur analogique‑numérique MCP3008.
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.
wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);
Transfère la commande SPI et reçoit la donnée ADC 10 bits du MCP3008.
int value = ((buffer[1] & 3) << 8) | buffer[2];
Extrait et combine le résultat 10 bits de la mémoire tampon SPI renvoyée.
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.
analogVal = read_ADC(0);
Lit le signal analogique du canal 0 du MCP3008, où est connecté le pont diviseur avec la thermistance.
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.
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.
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
cel = temp - 273.15;
Convertit la température de Kelvin en degrés Celsius.
Fah = cel * 1.8 + 32;
Convertit la température Celsius en Fahrenheit.
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.