.. note::

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.. _2.1.7_js_pi5_mcp3008:

2.1.7 可変抵抗器(MCP3008)
================================

.. note::

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

   キットのバージョンによって **ADC0834** または **MCP3008** が含まれている場合があります。  
   自分のキットを確認し、該当するセクションを参照してください。

はじめに
------------

ADC 機能はアナログ信号をデジタル値に変換するために使用されます。  
この実験では MCP3008 ADC チップを使用して変換を行います。  
可変抵抗器を使用して可変電圧を生成し、その変化を MCP3008 がデジタル値に変換し、Raspberry Pi で読み取って処理します。

必要な部品
------------------------------

このプロジェクトで必要な部品は以下の通りです。

.. image:: ../img/list2_2.1.4_potentiometer.png

部品を一式そろえたキットを購入すると便利です。リンクはこちら：

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

    *   - 名称	
        - キット内の数量
        - リンク
    *   - Raphael Kit
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

個別に購入する場合は以下のリンクを参照してください。

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

    *   - 部品名
        - 購入リンク

    *   - :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_potentiometer`
        - |link_potentiometer_buy|
    *   - :ref:`cpn_mcp3008`
        - \-

回路図
-----------------

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

    *   - T-Board 名称
        - physical
        - 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_2.1.7_potentiometer_mcp3008.png

実験手順
-----------------------

**ステップ 1:** 回路を組み立てます。

.. image:: ../img/2.1.7_Potentiometer_bb.png

.. note::
    図の位置を参考にチップを配置してください。  
    チップの溝が左側になるように置いてください。

**ステップ 2:** コードファイルを開きます。

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/nodejs/

**ステップ 3:** コードを実行します。

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo node potentionmeter-2.js

コードを実行した後、可変抵抗器のつまみを回すと LED の明るさが変化します。

**コード**

.. code-block:: js

    const Gpio = require('pigpio').Gpio;
    const mcpadc = require('mcp-spi-adc');

    // MCP3008 チャンネル0 (アナログ入力 CH0) を開く
    const adc = mcpadc.openMcp3008(0, { speedHz: 1000000 }, (err) => {
    if (err) {
        console.error("ADC チャンネルを開けませんでした:", err);
        process.exit(1);
    }

    console.log("MCP3008 チャンネル0が正常に開かれました。");

    // GPIO22 の LED を PWM 出力モードで初期化
    const led = new Gpio(22, { mode: Gpio.OUTPUT });

    // 100ms ごとに ADC 値を読み取り LED の明るさを更新
    setInterval(() => {
        adc.read((err, reading) => {
        if (err) {
            console.error("ADC 読み取りエラー:", err);
            return;
        }

        // 浮動小数値 (0.0～1.0) を PWM 範囲 (0～255) に変換
        const pwmVal = Math.round(reading.value * 255);

        console.log(`現在のアナログ値: ${pwmVal}`);

        // PWM を使って LED の明るさを更新
        led.pwmWrite(pwmVal);
        });
    }, 100);
    });

**コード解説**

.. code-block:: js

    const Gpio = require('pigpio').Gpio;

``pigpio`` モジュールをインポートし、正確な PWM と GPIO 制御を可能にします。

.. code-block:: js

    const mcpadc = require('mcp-spi-adc');

``mcp-spi-adc`` ライブラリをインポートし、SPI インターフェースを介して MCP3008 ADC と通信します。

.. code-block:: js

    const adc = mcpadc.openMcp3008(0, { speedHz: 1000000 }, (err) => {
        if (err) {
            console.error("ADC チャンネルを開けませんでした:", err);
            process.exit(1);
        }
    });

MCP3008 のアナログ入力チャンネル0 を初期化します。  
SPI 通信速度は 1 MHz に設定されています。初期化に失敗した場合、エラーログを出力して終了します。

.. code-block:: js

    const led = new Gpio(22, { mode: Gpio.OUTPUT });

Raspberry Pi の GPIO22 番ピンを出力として設定し、PWM 制御で LED の明るさを変更するために使用します。

.. code-block:: js

    setInterval(() => {
        adc.read((err, reading) => {
            if (err) {
                console.error("ADC 読み取りエラー:", err);
                return;
            }

            const pwmVal = Math.round(reading.value * 255);
            console.log(`現在のアナログ値: ${pwmVal}`);
            led.pwmWrite(pwmVal);
        });
    }, 100);

100ミリ秒ごとに MCP3008 チャンネル0 のアナログ値を読み取ります。  
ADC は 0.0 ～ 1.0 の範囲で正規化された浮動小数点値を返します。  
この値を 0 ～ 255 の範囲に変換し、 ``pwmWrite()`` を使用して GPIO22 に出力して LED の明るさを制御します。PWM 値はコンソールにも表示されます。