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4.1.11 Indicateur de batterie (MCP3008)

Note

../_images/mcp3008_and_adc0834.jpg

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

Introduction

Dans ce projet, nous allons créer un indicateur de batterie qui peut afficher visuellement le niveau de charge sur une barre de LED.

Avertissement

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

Composants requis

Dans ce projet, nous avons besoin des composants suivants :

../_images/list2_Battery_Indicator.png

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

Graphique à barres LED

-

MCP3008

-

Schéma

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
../_images/schematic_battery_indicator_mcp3008.png

Procédure expérimentale

Étape 1 : Construire le circuit.

../_images/july24_3.1.5_battery_indicator_mcp3008.png

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 : Accéder au dossier du code.

cd ~/raphael-kit/python

Étape 4 : Exécuter le fichier.

sudo python3 4.1.11-2_BatteryIndicator.py

Une fois le programme lancé, connectez un fil entre la 3ᵉ broche du MCP3008 et la borne positive de la batterie, et un autre fil entre le GND et la borne négative. Vous verrez la barre de LED s’allumer pour afficher le niveau de charge (plage de mesure : 0 – 5 V).

Avertissement

Si un message d’erreur s’affiche : RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address, 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 aller dans le chemin du code source comme raphael-kit/python. Après modification, vous pouvez exécuter directement le code pour voir l’effet.

#!/usr/bin/env python3

import RPi.GPIO as GPIO
import spidev
import time

# Broches GPIO connectées aux 10 LED (de gauche à droite)
led_pins = [25, 12, 16, 20, 21, 5, 6, 13, 19, 26]  # Numérotation BCM

# Configuration des GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
for pin in led_pins:
    GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)
    GPIO.output(pin, GPIO.LOW)

# Initialisation SPI
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)  # Bus 0, CE0
spi.max_speed_hz = 1000000  # 1 MHz

# Lecture d’une valeur depuis le MCP3008
def read_adc(channel):
    if channel < 0 or channel > 7:
        return -1
    r = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
    value = ((r[1] & 0x03) << 8) | r[2]
    return value

# Allumer les LED en fonction du niveau
def led_bar_graph(level):
    for i, pin in enumerate(led_pins):
        if i < level:
            GPIO.output(pin, GPIO.HIGH)
        else:
            GPIO.output(pin, GPIO.LOW)

# Boucle principale
try:
    while True:
        analog_val = read_adc(0)  # Lecture sur le canal 0
        level = int(analog_val * 10 / 1023)
        led_bar_graph(level)
        print(f"ADC : {analog_val}, Niveau : {level}")
        time.sleep(0.2)

except KeyboardInterrupt:
    pass

finally:
    for pin in led_pins:
        GPIO.output(pin, GPIO.LOW)
    GPIO.cleanup()
    spi.close()

Explication du code

Ce programme lit la tension analogique via un MCP3008 et affiche le résultat sur une barre de 10 LED à l’aide d’un Raspberry Pi (mode BCM).

  1. Importation des modules

    • RPi.GPIO pour le contrôle des GPIO du Raspberry Pi.

    • spidev pour la communication SPI avec MCP3008.

    • time pour la gestion des temporisations.

    #!/usr/bin/env python3

import RPi.GPIO as GPIO
import spidev
import time

  2. Configuration des LED GPIO

    Une liste de 10 broches est définie pour la commande des LED. Ces broches sont configurées en sortie et initialisées à l’état bas (LED éteintes).

    # GPIO pins connected to 10 LEDs, ordered from left to right
led_pins = [25, 12, 16, 20, 21, 5, 6, 13, 19, 26]  # BCM numbering

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
for pin in led_pins:
    GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)
    GPIO.output(pin, GPIO.LOW)

  3. Initialisation SPI

    Ouverture du bus SPI 0 et activation de CE0 pour communiquer avec MCP3008. La vitesse de communication est définie à 1 MHz.

    spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)  # Bus 0, CE0
spi.max_speed_hz = 1000000  # 1 MHz

  4. Fonction de lecture ADC

    Lecture d’une valeur analogique depuis un canal (0–7) du MCP3008. La fonction envoie une commande SPI de 3 octets et décode un résultat 10 bits.

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

  5. Fonction de commande de la barre de LED

    Allume les LED en fonction du niveau calculé. Par exemple, si le niveau vaut 7, les 7 premières LED sont allumées et les autres éteintes.

    def led_bar_graph(level):
    for i, pin in enumerate(led_pins):
        if i < level:
            GPIO.output(pin, GPIO.HIGH)
        else:
            GPIO.output(pin, GPIO.LOW)

  6. Boucle principale

    Lit en continu la valeur analogique du canal 0, calcule un niveau entre 0 et 10, met à jour l’affichage des LED et imprime les valeurs dans la console toutes les 0,2 s.

    try:
    while True:
        analog_val = read_adc(0)
        level = int(analog_val * 10 / 1023)
        led_bar_graph(level)
        print(f"ADC: {analog_val}, Level: {level}")
        time.sleep(0.2)

  7. Nettoyage à la sortie

    Lorsque Ctrl+C est pressé, toutes les LED sont éteintes, l’état des GPIO est réinitialisé et l’interface SPI est fermée.

    except KeyboardInterrupt:
    pass

finally:
    for pin in led_pins:
        GPIO.output(pin, GPIO.LOW)
    GPIO.cleanup()
    spi.close()