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2.2.2 サーミスタ(MCP3008)
注釈
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。
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：
名称 |
キット内の数量 |
リンク |
|---|---|---|
Raphael Kit |
337 |
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。
部品名 |
購入リンク |
|---|---|
- |
回路図
T-Board 名称 |
physical |
WiringPi |
BCM |
|---|---|---|---|
SPICE0 |
pin24 |
10 |
8 |
SPIMOSI |
pin19 |
12 |
10 |
SPIMISO |
pin21 |
13 |
9 |
SPISCLK |
pin23 |
14 |
11 |
実験手順
ステップ 1: 回路を組み立てます。
ステップ 2: コードのフォルダに移動します。
cd ~/raphael-kit/nodejs/
ステップ 3: コードを実行します。
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
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。