注釈
こんにちは、SunFounder Raspberry Pi & Arduino & ESP32 愛好者コミュニティ (Facebook) へようこそ！ Raspberry Pi、Arduino、ESP32 を仲間と共にさらに深く学びましょう。
参加する理由
専門サポート: 購入後の問題や技術的な課題をコミュニティとチームで解決
学びと共有: ヒントやチュートリアルを交換し、スキルを向上
限定プレビュー: 新製品発表や先行情報に早期アクセス
特別割引: 新製品を特別価格で購入可能
イベントとプレゼント企画: プレゼントや季節ごとのキャンペーンに参加
👉 一緒に探求し、創造しましょう。今すぐ [ここ] をクリックして参加！
4.1.11 バッテリーインジケーター (MCP3008)
注釈
キットのバージョンにより ADC0834 または MCP3008 が含まれています。 使用するキットに応じたセクションをご参照ください。
概要
このプロジェクトでは、LED バーグラフを使ってバッテリー残量を視覚的に表示するバッテリーインジケーターを作成します。
警告
3.3V を超えるバッテリーを使用しないでください。過電圧によりチップや Raspberry Pi が破損する恐れがあります。
必要な部品
本プロジェクトで必要な部品は以下の通りです。
キット一式で購入するのが便利です。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ご参照ください。
部品名 |
購入リンク |
|---|---|
- |
|
- |
回路図
T‑Board Name |
physical |
wiringPi |
BCM |
SPICE0 |
Pin 24 |
10 |
8 |
SPIMOSI |
Pin 19 |
12 |
10 |
SPIMISO |
Pin 21 |
13 |
9 |
SPISCLK |
Pin 23 |
14 |
11 |
GPIO25 |
Pin 22 |
6 |
25 |
GPIO12 |
Pin 32 |
26 |
12 |
GPIO16 |
Pin 36 |
27 |
16 |
GPIO20 |
Pin 38 |
28 |
20 |
GPIO21 |
Pin 40 |
29 |
21 |
GPIO5 |
Pin 29 |
21 |
5 |
GPIO6 |
Pin 31 |
22 |
6 |
GPIO13 |
Pin 33 |
23 |
13 |
GPIO19 |
Pin 35 |
24 |
19 |
GPIO26 |
Pin 37 |
25 |
26 |
実験手順
ステップ 1: 回路を組み立てます。
ステップ 2: SPI インターフェースを設定し、 spidev ライブラリをインストールします（詳細は SPI 設定 参照）。すでに完了している場合は省略可。
ステップ 3: コードを配置したフォルダに移動します。
cd ~/raphael-kit/python
ステップ 4: 実行します。
sudo python3 4.1.11-2_BatteryIndicator.py
プログラム実行後、ADC0834 の 3 番ピンと GND から導線を出し、それぞれバッテリーの正負極に接続してください。 LED バーグラフに対応する LED が点灯し、電圧レベル（測定範囲: 0〜5V）が表示されます。
警告
RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address と表示された場合は、「gpiozero」が動作しない場合。 を参照してください。
コード
注釈
コードの 修正／リセット／コピー／実行／停止 が可能です。事前に raphael-kit/python に移動してください。変更後すぐに動作確認できます。
#!/usr/bin/env python3
import RPi.GPIO as GPIO
import spidev
import time
# 左から右へ 10 個の LED に接続された GPIO ピン
led_pins = [25, 12, 16, 20, 21, 5, 6, 13, 19, 26] # BCM 番号
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
for pin in led_pins:
GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)
GPIO.output(pin, GPIO.LOW)
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0) # バス0, CE0
spi.max_speed_hz = 1000000 # 1 MHz
def read_adc(channel):
if channel < 0 or channel > 7:
return -1
r = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
return ((r[1] & 0x03) << 8) | r[2]
def led_bar_graph(level):
for i, pin in enumerate(led_pins):
GPIO.output(pin, GPIO.HIGH if i < level else GPIO.LOW)
try:
while True:
analog_val = read_adc(0)
level = int(analog_val * 10 / 1023)
led_bar_graph(level)
print(f"ADC: {analog_val}, Level: {level}")
time.sleep(0.2)
except KeyboardInterrupt:
pass
finally:
for pin in led_pins:
GPIO.output(pin, GPIO.LOW)
GPIO.cleanup()
spi.close()
コード解説
モジュールのインポート
RPi.GPIO: Raspberry Pi の GPIO 制御spidev: MCP3008 と SPI 通信time: 遅延処理
#!/usr/bin/env python3 import RPi.GPIO as GPIO import spidev import time
GPIO LED 設定
10 個の LED を制御する GPIO ピンリストを定義し、出力モードに設定して初期値 LOW にします。
# GPIO pins connected to 10 LEDs, ordered from left to right led_pins = [25, 12, 16, 20, 21, 5, 6, 13, 19, 26] # BCM numbering GPIO.setmode(GPIO.BCM) for pin in led_pins: GPIO.setup(pin, GPIO.OUT) GPIO.output(pin, GPIO.LOW)
SPI 初期化
バス0、チップイネーブル0 (CE0) を使用して MCP3008 と通信、通信速度は 1 MHz。
spi = spidev.SpiDev() spi.open(0, 0) # Bus 0, CE0 spi.max_speed_hz = 1000000 # 1 MHz
ADC 読み取り関数
指定された MCP3008 チャンネル（0〜7）からアナログ値を読み取る。10ビット値（0〜1023）を返します。
def read_adc(channel): if channel < 0 or channel > 7: return -1 r = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0]) value = ((r[1] & 0x03) << 8) | r[2] return value
LED バーグラフ制御関数
レベル値に応じて LED を点灯（例: レベル7なら左から7個点灯）。
def led_bar_graph(level): for i, pin in enumerate(led_pins): if i < level: GPIO.output(pin, GPIO.HIGH) else: GPIO.output(pin, GPIO.LOW)
メインループ
チャンネル0 から連続的に電圧を読み取り、0〜10 にスケーリングして LED 表示を更新。ADC 値とレベルを出力。
try: while True: analog_val = read_adc(0) level = int(analog_val * 10 / 1023) led_bar_graph(level) print(f"ADC: {analog_val}, Level: {level}") time.sleep(0.2)
終了処理
Ctrl+C で終了時、全 LED を消灯し、GPIO 設定をリセットし、SPI 接続を閉じます。
except KeyboardInterrupt: pass finally: for pin in led_pins: GPIO.output(pin, GPIO.LOW) GPIO.cleanup() spi.close()