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.. _2.2.2_js_pi5_mcp3008:
2.2.2 サーミスタ(MCP3008)
============================
.. note::
.. image:: ../img/mcp3008_and_adc0834.jpg
:width: 25%
:align: left
使用しているキットのバージョンに応じて、 **ADC0834** か **MCP3008** かを確認し、対応するセクションを進めてください。
はじめに
------------
フォトレジスタが光を感知するのと同様に、サーミスタは温度に敏感な電子部品で、
温度制御（例えば過熱警報）などの機能を実現するために使用できます。
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_2.2.2_thermistor.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_thermistor`
- |link_thermistor_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
.. image:: ../img/schematic_2.2.2_thermistor_mcp3008.png
実験手順
-----------------------
**ステップ 1:** 回路を組み立てます。
.. image:: ../img/2.2.2_Thermistor_bb.png
**ステップ 2:** コードのフォルダに移動します。
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/raphael-kit/nodejs/
**ステップ 3:** コードを実行します。
.. raw:: html
.. code-block::
sudo node thermistor-2.js
コードを実行すると、サーミスタが周囲温度を検出し、計算結果を画面に出力します。
**コード**
.. code-block:: js
const mcpadc = require('mcp-spi-adc');
// MCP3008 チャンネル0 (CH0)、サーミスタの電圧分割入力
const adc = mcpadc.openMcp3008(0, { speedHz: 1350000 }, (err) => {
if (err) {
console.error('MCP3008 チャンネルを開けませんでした:', err);
process.exit(1);
}
console.log('MCP3008 サーミスタチャンネルを開きました。');
setInterval(() => {
adc.read((err, reading) => {
if (err) {
console.error('ADC 読み取りエラー:', err);
return;
}
const adcValue = reading.value; // 浮動小数: 0.0–1.0
const raw = Math.round(adcValue * 1023); // 10ビット整数値
const Vr = 3.3 * raw / 1023; // 電圧に変換 (3.3V基準)
const R0 = 10000; // 固定抵抗 10kΩ
const B = 3950; // B定数
const Rt = R0 * Vr / (3.3 - Vr); // サーミスタ抵抗値
const tempK = 1 / ((Math.log(Rt / R0) / B) + (1 / (273.15 + 25))); // ケルビン
const tempC = tempK - 273.15; // 摂氏
const tempF = tempC * 1.8 + 32; // 華氏
console.log(`Celsius: ${tempC.toFixed(2)} °C | Fahrenheit: ${tempF.toFixed(2)} °F`);
});
}, 1000);
});
**コード解説**
.. code-block:: js
setInterval(() => {
adc.read((err, reading) => {
...
});
}, 1000);
1秒ごとに MCP3008 チャンネル0 を読み取るループを設定します。 ``read`` 関数は 0.0～1.0 のアナログ値を返します。
.. code-block:: js
const raw = Math.round(reading.value * 1023);
正規化された浮動小数 ADC 値を 10 ビット整数値 (0–1023) に変換します。
.. code-block:: js
const Vr = 3.3 * raw / 1023;
ADC 読み取り値を使用してサーミスタ端子電圧 (``Vr``) を計算します。MCP3008 の基準電圧を 3.3V と仮定しています。
.. code-block:: js
const Rt = R0 * Vr / (3.3 - Vr);
電圧分割の公式を使用してサーミスタの抵抗値 ``Rt`` を計算します。 ``R0`` は直列に接続された固定抵抗 (10kΩ) です。
.. code-block:: js
const tempK = 1 / ((Math.log(Rt / R0) / B) + (1 / (273.15 + 25)));
**Bパラメータ式** （Steinhart-Hart 方程式の簡略形）を適用し、温度をケルビンで計算します。
.. code-block:: js
const tempC = tempK - 273.15;
const tempF = tempC * 1.8 + 32;
ケルビン温度を摂氏に変換し、その後華氏に変換します。
.. code-block:: js
console.log(`Celsius: ${tempC.toFixed(2)} °C | Fahrenheit: ${tempF.toFixed(2)} °F`);
摂氏と華氏の温度を小数点以下2桁でコンソールに出力します。