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2.1.7 ポテンショメーター

注釈

../_images/mcp3008_and_adc0834.jpg

キットのバージョンによって、 ADC0834 または MCP3008 が含まれています。 該当するセクションを選択してください。

はじめに

このプロジェクトでは、ADC機能を使ってアナログ信号をデジタル信号に変換します。具体的にはADC0834を使用して、ADC関連の機能を実現しています。このプロセスは、ポテンショメーターを用いて実装されます。ポテンショメーターは物理量である電圧を変化させ、それがADC関数によって変換されます。

必要な部品

このプロジェクトで必要な部品は以下のとおりです。

../_images/list_2.1.4_potentiometer.png

キット全体を購入する方が便利です。リンクはこちら：

名前

このキットのアイテム

リンク

Raphael Kit

337

Raphael Kit

以下のリンクから、部品を個別に購入することもできます。

コンポーネントの紹介

購入リンク

GPIO拡張ボード

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ブレッドボード

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ジャンパーワイヤー

購入

抵抗器

購入

LED

購入

ポテンショメータ

購入

ADC0834

-

回路図

../_images/image311.png ../_images/image312.png

実験手順

ステップ1: 回路を組む。

../_images/image180.png

注釈

回路図に示されている対応する位置にチップを配置してください。チップの溝は、配置する際には左側になるように注意してください。

ステップ2: コードファイルを開く。

cd ~/raphael-kit/python/

ステップ3: 実行する。

sudo python3 2.1.7_Potentiometer.py

コードを実行した後、ポテンショメーターのノブを回すと、LEDの明るさがそれに応じて変わります。

コード

注釈

以下のコードは 修正/リセット/コピー/実行/停止 が可能です。ただし、それを行う前に、 raphael-kit/python のようなソースコードのパスに移動する必要があります。コードを修正した後、その効果を直接確認するために実行できます。

#!/usr/bin/env python3

import RPi.GPIO as GPIO
import ADC0834
import time

LedPin = 22

def setup():
    global led_val
    # Set the GPIO modes to BCM Numbering
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    # Set all LedPin's mode to output and initial level to High(3.3v)
    GPIO.setup(LedPin, GPIO.OUT, initial=GPIO.HIGH)
    ADC0834.setup()
    # Set led as pwm channel and frequece to 2KHz
    led_val = GPIO.PWM(LedPin, 2000)

    # Set all begin with value 0
    led_val.start(0)

# Define a MAP function for mapping values.  Like from 0~255 to 0~100
def MAP(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
    return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min

def destroy():
    # Stop all pwm channel
    led_val.stop()
    # Release resource
    GPIO.cleanup()

def loop():
    while True:
        res = ADC0834.getResult()
        print ('res = %d' % res)
        R_val = MAP(res, 0, 255, 0, 100)
        led_val.ChangeDutyCycle(R_val)
        time.sleep(0.2)

if __name__ == '__main__':
    setup()
    try:
        loop()
    except KeyboardInterrupt: # When 'Ctrl+C' is pressed, the program destroy() will be executed.
        destroy()

コード説明

import ADC0834

ADC0834ライブラリをインポート。ライブラリの内容は、nano ADC0834.pyコマンドで確認できます。

def setup():
    global led_val
     # Set the GPIO modes to BCM Numbering
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    # Set all LedPin's mode to output and initial level to High(3.3v)
    GPIO.setup(LedPin, GPIO.OUT, initial=GPIO.HIGH)
    ADC0834.setup()
    # Set led as pwm channel and frequece to 2KHz
    led_val = GPIO.PWM(LedPin, 2000)

    # Set all begin with value 0
    led_val.start(0)

setup()内で、命名方式をBCMに定義し、LedPinをPWMチャンネルに設定、周波数を2KHzに設定します。

ADC0834.setup(): ADC0834を初期化し、定義されたCS、CLK、DIOをそれぞれGPIO17、GPIO18、GPIO27に接続します。

def loop():
    while True:
        res = ADC0834.getResult()
        print ('res = %d' % res)
        R_val = MAP(res, 0, 255, 0, 100)
        led_val.ChangeDutyCycle(R_val)
        time.sleep(0.2)

関数 getResult() は ADC0834 の 4 チャンネルのアナログ値を読み出すために使用します。デフォルトでは CH0 の値を読み出しますので、他のチャンネルを読み出したい場合は ( ) にチャンネル番号を入力してください（例：getResult(1)）。

関数 loop() は、まず CH0 の値を読み取り、その値を変数 res に代入する。その後、ポテンショメーターの読み取った値を0～100にマッピングする関数MAPを呼び出します。このステップは、LedPinのデューティ・サイクルを制御するために使用される。これで、LEDの明るさがポテンショメーターの値によって変化しているのがわかるだろう。

現象の画像

../_images/image181.jpeg