.. note::

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.. _2.2.1_py_mcp3008:

2.2.1 Fotoresistore (MCP3008)
===============================

.. note::

   .. image:: ../img/mcp3008_and_adc0834.jpg
      :width: 25%
      :align: left
    

   A seconda della versione del tuo kit, identifica se hai **ADC0834** o **MCP3008** e procedi con la sezione corrispondente.

Introduzione
------------

Il fotoresistore è un componente comunemente usato per rilevare l'intensità della luce ambientale.  
Aiuta il controller a riconoscere giorno e notte e a realizzare funzioni di controllo della luce come le lampade notturne.  
Questo progetto è molto simile a quello con il potenziometro: potresti pensare che anch'esso modifichi la tensione per rilevare la luce.

Componenti richiesti
------------------------------

In questo progetto, ci servono i seguenti componenti. 

.. image:: ../img/list2_2.2.1_photoresistor.png

È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link: 

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    *   - Nome	
        - ARTICOLI IN QUESTO KIT
        - LINK
    *   - Raphael Kit
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Puoi anche acquistarli separatamente dai link sottostanti.

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    *   - INTRODUZIONE COMPONENTE
        - LINK DI ACQUISTO

    *   - :ref:`cpn_gpio_extension_board`
        - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
        - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_resistor`
        - |link_resistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_led`
        - |link_led_buy|
    *   - :ref:`cpn_mcp3008`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_photoresistor`
        - |link_photoresistor_buy|

Schema elettrico
-----------------

.. list-table::
    :widths: 30 30 30 30
    :header-rows: 1

    *   - Nome T-Board
        - fisico
        - WiringPi
        - BCM

    *   - SPICE0
        - pin24
        - 10
        - 8
    *   - SPIMOSI
        - pin19
        - 12
        - 10
    *   - SPIMISO
        - pin21
        - 13
        - 9
    *   - SPISCLK
        - pin23
        - 14
        - 11
    *   - GPIO22
        - pin15
        - 3
        - 22

.. image:: ../img/schematic_2.2.1_photoresistor_mcp3008.png

Procedure sperimentali
-----------------------

**Passo 1:** Costruisci il circuito.

.. image:: ../img/july24_2.2.1_photoresistor_mcp3008.png

**Passo 2:** Configura l'interfaccia SPI e installa la libreria ``spidev`` (vedi :ref:`spi_configuration` per istruzioni dettagliate).  
Se hai già completato questi passaggi, puoi saltarli.

**Passo 3:** Vai alla cartella del codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/python

**Passo 4:** Esegui il file eseguibile.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 2.2.1-2_photoresistor.py

Quando il codice è in esecuzione, la luminosità del LED cambierà in base all'intensità della luce rilevata dal fotoresistore.

.. warning::

    Se compare il messaggio di errore ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, fai riferimento a :ref:`faq_soc` 

**Codice**

.. note::

    Puoi **Modificare/Resettare/Copiare/Eseguire/Fermare** il codice qui sotto.  
    Prima però devi andare nel percorso del codice sorgente come ``raphael-kit/python``.  
    Dopo aver modificato il codice, puoi eseguirlo direttamente per vedere l'effetto.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    #!/usr/bin/env python3

    import RPi.GPIO as GPIO
    import spidev
    import time

    # Pin GPIO per LED PWM
    PWM_PIN = 22

    # Configura GPIO
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    GPIO.setup(PWM_PIN, GPIO.OUT)

    # Inizializza PWM (frequenza = 1000Hz)
    pwm = GPIO.PWM(PWM_PIN, 1000)
    pwm.start(0)  # Avvia con duty cycle 0%

    # Inizializza SPI (MCP3008 su Bus 0, CE0)
    spi = spidev.SpiDev()
    spi.open(0, 0)
    spi.max_speed_hz = 1000000  # 1 MHz

    # Funzione per leggere il valore ADC da MCP3008
    def read_adc(channel):
        """
        Legge il valore analogico da MCP3008 (canale 0–7)
        Restituisce: valore a 10 bit (0–1023)
        """
        if channel < 0 or channel > 7:
            return -1
        r = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
        value = ((r[1] & 3) << 8) | r[2]
        return value

    # Ciclo principale per leggere l'ADC e impostare la luminosità del PWM
    try:
        while True:
            analogVal = read_adc(0)
            print(f"value = {analogVal}")

            # Scala il valore ADC (0–1023) a duty cycle (0–100)
            duty_cycle = analogVal * 100 / 1023
            pwm.ChangeDutyCycle(duty_cycle)

            time.sleep(0.2)

    except KeyboardInterrupt:
        pass

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

**Spiegazione del codice**

#. Importa le librerie necessarie:

   - ``RPi.GPIO`` per controllare i pin GPIO e generare il segnale PWM.
   - ``spidev`` per comunicare con l'ADC MCP3008 tramite SPI.
   - ``time`` per gestire temporizzazioni e ritardi.

   .. code-block:: python

       #!/usr/bin/env python3

       import RPi.GPIO as GPIO
       import spidev
       import time

#. Configura il pin GPIO 22 come uscita PWM usando la modalità BCM.  
   Inizializza quindi un PWM software a 1000 Hz con duty cycle iniziale dello 0%.

   .. code-block:: python

       # Pin GPIO per LED PWM
       PWM_PIN = 22

       GPIO.setmode(GPIO.BCM)
       GPIO.setup(PWM_PIN, GPIO.OUT)

       pwm = GPIO.PWM(PWM_PIN, 1000)
       pwm.start(0)  # Avvia con duty cycle 0%

#. Configura l'interfaccia SPI per comunicare con MCP3008 sul bus 0, chip enable 0 (CE0), e velocità SPI a 1 MHz.

   .. code-block:: python

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

#. Definisce una funzione ``read_adc(channel)`` per leggere valori analogici da MCP3008.  
   La funzione invia tre byte al chip e ricostruisce un valore analogico a 10 bit (0–1023) dalla risposta.

   .. code-block:: python

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

#. Il ciclo principale:

   - Legge l'ingresso analogico dal canale 0 di MCP3008.
   - Converte il valore in un duty cycle PWM (0–100%).
   - Regola la luminosità del LED tramite ``pwm.ChangeDutyCycle()``.
   - Si ripete ogni 0,2 secondi.

   .. code-block:: python

       try:
           while True:
               analogVal = read_adc(0)
               print(f"value = {analogVal}")

               duty_cycle = analogVal * 100 / 1023
               pwm.ChangeDutyCycle(duty_cycle)

               time.sleep(0.2)

#. Quando l'utente interrompe il programma con Ctrl+C, il PWM e i GPIO vengono correttamente ripristinati e l'interfaccia SPI viene chiusa.

   .. code-block:: python

       except KeyboardInterrupt:
           pass

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