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2.2.2 Thermistance (MCP3008)

Note

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

Introduction

Tout comme la photo‑résistance peut détecter la lumière, la thermistance est un dispositif électronique sensible à la température qui peut être utilisé pour réaliser des fonctions de contrôle thermique, comme la création d’une alarme de surchauffe.

Composants requis

Dans ce projet, nous avons besoin des composants suivants :

Il est évidemment plus pratique d’acheter un kit complet, voici le lien :

Nom	ÉLÉMENTS DANS CE KIT	LIEN
Kit Raphael	337	Raphael Kit

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

INTRODUCTION DU COMPOSANT	LIEN D’ACHAT
Carte d’extension GPIO	ACHETER
Plaque d’expérimentation (Breadboard)	ACHETER
Fils de Liaison	ACHETER
Résistance	ACHETER
Thermistance	ACHETER
MCP3008	-

Schéma

Nom T‑Board	physique	WiringPi	BCM
SPICE0	pin24	10	8
SPIMOSI	pin19	12	10
SPIMISO	pin21	13	9
SPISCLK	pin23	14	11

Procédure expérimentale

Étape 1 : Construire le circuit.

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

Étape 3 : Aller dans le dossier du code.

cd ~/raphael-kit/python

Étape 4 : Exécuter le fichier

sudo python3 2.2.2-2_thermistor.py

Lorsque le programme s’exécute, la thermistance détecte la température ambiante et l’affiche à l’écran une fois le calcul terminé.

Avertissement

Si un message d’erreur RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address apparaît, reportez‑vous à Si « gpiozero » ne fonctionne pas..

Code

Note

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

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

import spidev
import time
import math
import RPi.GPIO as GPIO

# Définir le mode GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

# Initialiser SPI pour MCP3008 (Bus 0, CE0)
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)  # Bus 0, Device 0 (CE0)
spi.max_speed_hz = 1000000  # 1 MHz

def read_adc(channel):
    """
    Lire la valeur analogique du canal MCP3008 (0–7)
    """
    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

try:
    while True:
        # Lire la valeur analogique du CH0 du MCP3008
        analogVal = read_adc(0)

        # Convertir en tension (référence supposée à 3,3 V)
        Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0

        # Calculer la résistance de la thermistance (R2 dans le pont diviseur = 10 kΩ)
        Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr)

        # Calcul de Steinhart–Hart
        tempK = 1.0 / (((math.log(Rt / 10000.0)) / 3950.0) + (1.0 / (273.15 + 25.0)))

        # Conversion en Celsius et Fahrenheit
        Cel = tempK - 273.15
        Fah = Cel * 1.8 + 32

        # Afficher le résultat
        print('Celsius: %.2f °C  Fahrenheit: %.2f °F' % (Cel, Fah))

        time.sleep(0.2)

except KeyboardInterrupt:
    pass

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

Explication du code

1. Cette section importe les bibliothèques requises :

   • spidev pour la communication SPI avec MCP3008

   • time pour les temporisations

   • math pour les calculs logarithmiques de la formule Steinhart–Hart

   • RPi.GPIO pour l’initialisation et le nettoyage des GPIO (inclus par structure)

   #!/usr/bin/env python3
   # -*- coding: utf-8 -*-
   
   import spidev
   import time
   import math
   import RPi.GPIO as GPIO
   

2. Initialise le mode GPIO en BCM et configure l’interface SPI sur le bus 0 et le périphérique 0 (CE0), avec une vitesse de 1 MHz.

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

3. Définit la fonction read_adc(channel) pour lire les valeurs analogiques d’un canal spécifié du MCP3008 (0–7). Elle envoie une commande SPI de trois octets et reçoit une valeur analogique sur 10 bits (0–1023).

   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
   

4. Boucle principale : lit la tension analogique depuis la thermistance sur le canal 0, la convertit en résistance, puis applique l’équation de Steinhart–Hart pour estimer la température en Celsius et Fahrenheit. Les valeurs sont mises à jour toutes les 0,2 secondes.

   try:
       while True:
           analogVal = read_adc(0)
           Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0
           Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr)
           tempK = 1.0 / (((math.log(Rt / 10000.0)) / 3950.0) + (1.0 / (273.15 + 25.0)))
           Cel = tempK - 273.15
           Fah = Cel * 1.8 + 32
           print('Celsius: %.2f °C  Fahrenheit: %.2f °F' % (Cel, Fah))
           time.sleep(0.2)
   

5. Le bloc finally assure une fermeture propre. Il ferme l’interface SPI et libère les ressources GPIO.

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