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2.2.1 Photoresistance (MCP3008)

Note

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

Introduction

La photo‑résistance est un composant couramment utilisé pour mesurer l’intensité lumineuse ambiante. Elle aide le contrôleur à distinguer le jour et la nuit et à réaliser des fonctions de commande lumineuse comme les veilleuses. Ce projet est très similaire au potentiomètre, et vous pourriez penser qu’il s’agit simplement de modifier une tension pour détecter la lumière.

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
LED	ACHETER
MCP3008	-
Photoresistor	ACHETER

Schéma

Nom T‑Board	Physique	WiringPi	BCM
SPICE0	pin24	10	8
SPIMOSI	pin19	12	10
SPIMISO	pin21	13	9
SPISCLK	pin23	14	11
GPIO22	pin15	3	22

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-pi5

Étape 4 : Exécuter le fichier.

sudo python3 2.2.1-2_Photoresistor_zero.py

Lorsque le code est exécuté, la luminosité de la LED varie en fonction de l’intensité lumineuse détectée par la photo‑résistance.

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 aller dans le chemin du code source comme raphael-kit/python-pi5. Après modification, vous pouvez exécuter directement le code pour voir l’effet.

#!/usr/bin/env python3
import spidev
import time
from gpiozero import PWMLED

# Initialiser une LED PWM sur la broche GPIO 22
led = PWMLED(22)

# Initialiser la communication SPI (Bus 0, CE0 -> GPIO8)
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)  # Bus 0, CS0
spi.max_speed_hz = 1000000  # 1 MHz

# Fonction de lecture du canal MCP3008 (0–7)
def read_adc(channel):
    """
    Lire une valeur analogique du MCP3008 (0–1023)
    """
    if channel < 0 or channel > 7:
        return -1
    # Protocole MCP3008 : bit de démarrage, mode simple, canal (3 bits), remplissage
    r = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
    value = ((r[1] & 3) << 8) | r[2]
    return value

# Fonction pour mapper une valeur d’un intervalle à un autre
def MAP(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
    return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min

# Boucle principale pour lire la valeur ADC et contrôler la luminosité de la LED
def loop():
    while True:
        # Lire la valeur analogique du canal 0 du MCP3008
        analogVal = read_adc(0)
        print('valeur = %d' % analogVal)

        # Mapper 0–1023 vers la plage PWM 0.0–1.0
        led.value = analogVal / 1023.0

        # Attendre 0,2 seconde
        time.sleep(0.2)

# Exécuter la boucle principale et gérer KeyboardInterrupt pour un arrêt correct
try:
    loop()
except KeyboardInterrupt:
    led.value = 0  # Éteindre la LED avant de quitter

Explication du code

1. Cette section importe la classe PWMLED de la bibliothèque gpiozero pour contrôler les LED en PWM, spidev pour la communication SPI avec le MCP3008 et time pour les temporisations.

   import spidev
   import time
   from gpiozero import PWMLED
   

2. Initialise une LED PWM connectée à la broche GPIO 22 et configure l’interface SPI pour le MCP3008 (Bus 0, CE0). La vitesse de l’horloge SPI est fixée à 1 MHz.

   led = PWMLED(22)
   spi = spidev.SpiDev()
   spi.open(0, 0)
   spi.max_speed_hz = 1000000
   

3. Définit une fonction pour lire une valeur d’un canal spécifique du MCP3008. Elle envoie une commande SPI de 3 octets et extrait une valeur de 10 bits (0–1023) de la réponse.

   def read_adc(channel):
       if channel < 0 or channel > 7:
           return -1
       r = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
       return ((r[1] & 3) << 8) | r[2]
   

4. Définit une fonction utilitaire MAP() qui convertit une valeur d’un intervalle vers un autre. Ceci est utile pour convertir les valeurs brutes de l’ADC vers une plage PWM appropriée.

   def MAP(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
       return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min
   

5. Met en œuvre une boucle qui lit en continu une valeur analogique du canal 0 du MCP3008, la convertit en valeur de luminosité PWM (0.0–1.0) et l’applique à la LED. La boucle se répète toutes les 0,2 s.

   def loop():
       while True:
           analogVal = read_adc(0)
           print('valeur = %d' % analogVal)
           led.value = analogVal / 1023.0
           time.sleep(0.2)
   

6. Exécute la boucle et gère l’exception KeyboardInterrupt. Lorsque l’utilisateur interrompt le programme (Ctrl+C), la LED est éteinte avant de quitter.

   try:
       loop()
   except KeyboardInterrupt:
       led.value = 0