Note
Bonjour et bienvenue dans la communauté SunFounder Raspberry Pi & Arduino & ESP32 sur Facebook ! Plongez plus profondément dans l’univers Raspberry Pi, Arduino et ESP32 avec d’autres passionnés.
Pourquoi rejoindre ?
Support d’experts : Résolvez les problèmes après‑vente et les défis techniques avec l’aide de notre communauté et de notre équipe.
Apprendre et partager : Échangez des astuces et des tutoriels pour améliorer vos compétences.
Aperçus exclusifs : Obtenez un accès anticipé aux annonces de nouveaux produits et aux avant‑premières.
Réductions spéciales : Profitez de remises exclusives sur nos derniers produits.
Promotions et concours festifs : Participez à des concours et promotions de vacances.
👉 Prêt à explorer et créer avec nous ? Cliquez sur [Ici] et rejoignez‑nous dès aujourd’hui !
4.1.10 Moniteur de surchauffe (MCP3008)
Note
Selon la version de votre kit, veuillez identifier si vous avez ADC0834 ou MCP3008 et suivre la section correspondante.
Introduction
Vous pouvez avoir besoin de réaliser un dispositif de surveillance de surchauffe adapté à diverses situations, par exemple dans une usine, afin d’émettre une alarme et d’éteindre automatiquement la machine lorsqu’un circuit surchauffe. Dans ce projet, nous utiliserons une thermistance, un joystick, un buzzer, une LED et un LCD pour réaliser un dispositif intelligent de surveillance de la température dont le seuil est réglable.
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 |
Vous pouvez également les acheter séparément via les liens ci‑dessous.
INTRODUCTION DU COMPOSANT |
LIEN D’ACHAT |
|---|---|
- |
|
- |
|
- |
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 |
GPIO22 |
Pin15 |
3 |
22 |
GPIO23 |
Pin16 |
4 |
23 |
GPIO24 |
Pin18 |
5 |
24 |
SDA1 |
Pin 3 |
||
SCL1 |
Pin 5 |
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 exécutable.
sudo python3 4.1.13-2_OverheatMonitor_zero.py
Lors de l’exécution du code, la température actuelle et le seuil de haute température 40 sont affichés sur l’I2C LCD1602. Si la température actuelle est supérieure au seuil, le buzzer et la LED se déclenchent pour vous alerter.
Joystick : il permet d’ajuster le seuil de température élevée. Déplacer le joystick dans la direction des axes X et Y permet d’augmenter ou de diminuer le seuil actuel. Appuyez à nouveau sur le joystick pour réinitialiser le seuil à sa valeur initiale.
Note
Si vous obtenez l’erreur
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1', consultez Configuration I²C pour activer l’I2C.Si vous obtenez l’erreur
ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2', exécutez :sudo apt install python3-smbus2.Si l’erreur
OSError: [Errno 121] Remote I/O errorapparaît, cela signifie que le module est mal câblé ou défectueux.Si le code et le câblage sont corrects mais que l’écran LCD ne s’affiche toujours pas, tournez le potentiomètre à l’arrière pour augmenter le contraste.
Avertissement
Si une erreur « RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address » apparaît, veuillez vous référer 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 LCD1602
from gpiozero import LED, Buzzer, Button
import spidev
import time
import math
# Initialize joystick button, buzzer, and LED
Joy_BtnPin = Button(22) # GPIO22, Pin15
buzzPin = Buzzer(23) # GPIO23, Pin16
ledPin = LED(24) # GPIO24, Pin18
# Set initial upper temperature threshold
upperTem = 40
# Initialize SPI for MCP3008 (Bus 0, CE0 -> GPIO8 / Pin24)
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)
spi.max_speed_hz = 1000000 # 1 MHz
# Initialize LCD (I2C address 0x27, backlight on)
LCD1602.init(0x27, 1)
def read_adc(channel):
"""
Read analog value from 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
def get_joystick_value():
"""
Reads the joystick values and returns a change value based on the joystick's position.
"""
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():
"""
Adjusts and displays the upper temperature threshold on the LCD.
"""
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)
def temperature():
"""
Reads the current temperature from the sensor and returns it in Celsius.
"""
analogVal = read_adc(0)
Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0 # Voltage across the fixed resistor
if Vr == 0:
return 0 # Prevent division by zero
Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr) # Adjusted formula: thermistor voltage is (3.3 - Vr)
temp = 1 / (((math.log(Rt / 10000.0)) / 3950.0) + (1 / (273.15 + 25.0)))
Cel = temp - 273.15
return round(Cel, 2)
def monitoring_temp():
"""
Monitors and displays the current temperature and upper temperature threshold.
Activates buzzer and LED if the temperature exceeds the upper limit.
"""
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:
buzzPin.on()
ledPin.on()
else:
buzzPin.off()
ledPin.off()
# Main execution loop
try:
lastState = 1
stage = 0
while True:
currentState = Joy_BtnPin.value
if currentState == 1 and lastState == 0:
stage = (stage + 1) % 2
time.sleep(0.1)
LCD1602.clear()
lastState = currentState
if stage == 1:
upper_tem_setting()
else:
monitoring_temp()
except KeyboardInterrupt:
LCD1602.clear()
spi.close()
Explication du code
Cette section importe les bibliothèques nécessaires :
LCD1602pour l’affichage via I2C,gpiozeropour la LED, le buzzer et le bouton,spidevpour la communication avec le MCP3008, et les bibliothèques standardstimeetmathpour les délais et le calcul de température.#!/usr/bin/env python3 import LCD1602 from gpiozero import LED, Buzzer, Button import spidev import time import math
Initialisation des composants matériels connectés aux broches GPIO :
Button(22)connecté au bouton du joystick.Buzzer(23)etLED(24)utilisés comme indicateurs en cas de haute température.
Joy_BtnPin = Button(22) # GPIO22, Pin15 buzzPin = Buzzer(23) # GPIO23, Pin16 ledPin = LED(24) # GPIO24, Pin18
Définition du seuil de température par défaut et initialisation de l’interface SPI ainsi que de l’écran LCD1602.
upperTem = 40 spi = spidev.SpiDev() spi.open(0, 0) spi.max_speed_hz = 1000000 LCD1602.init(0x27, 1)
Lecture d’une valeur analogique d’un canal spécifié (0–7) du MCP3008 via SPI, retournant une valeur sur 10 bits.
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
Évaluation de la position du joystick via les canaux 1 et 2 du MCP3008. Selon la direction (X ou Y), des valeurs différentes sont renvoyées pour ajuster le seuil.
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
Ajustement du seuil de température avec le joystick. L’écran LCD affiche le seuil actuel avec une mise en forme claire.
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)
Lecture de la valeur analogique de la thermistance connectée au canal 0, calcul de la tension, de la résistance, puis de la température en °C (équation de Steinhart-Hart).
def temperature(): """ Reads the current temperature from the sensor and returns it in Celsius. """ analogVal = read_adc(0) Vr = 3.3 * analogVal / 1023.0 # Voltage across the fixed resistor if Vr == 0: return 0 # Prevent division by zero Rt = 10000.0 * Vr / (3.3 - Vr) # Adjusted formula: thermistor voltage is (3.3 - Vr) temp = 1 / (((math.log(Rt / 10000.0)) / 3950.0) + (1 / (273.15 + 25.0))) Cel = temp - 273.15 return round(Cel, 2)
Surveillance continue de la température actuelle : comparaison avec le seuil et affichage des deux valeurs sur l’écran LCD. Si la température dépasse le seuil, le buzzer et la LED sont activés.
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: buzzPin.on() ledPin.on() else: buzzPin.off() ledPin.off()
Boucle principale : alterne entre le mode « réglage du seuil » et « surveillance », via un appui sur le bouton du joystick.
try: lastState = 1 stage = 0 while True: currentState = Joy_BtnPin.value if currentState == 1 and lastState == 0: stage = (stage + 1) % 2 time.sleep(0.1) LCD1602.clear() lastState = currentState if stage == 1: upper_tem_setting() else: monitoring_temp()
Assure un nettoyage correct : effacement de l’écran LCD et fermeture de la communication SPI à la sortie du programme (Ctrl+C).
except KeyboardInterrupt: LCD1602.clear() spi.close()