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レッスン10: PCF8591 ADC DAC コンバータモジュール

注釈

Raspberry Piにはアナログ入力機能がないため、アナログ信号を処理するには PCF8591 ADC DACコンバータモジュール のようなモジュールが必要です。

このレッスンでは、Raspberry Piを使用してPCF8591モジュールとやり取りし、アナログからデジタル、デジタルからアナログへの変換方法を学びます。入力AIN0からアナログ値を読み取り、これらの値をDAC（AOUT）に送信する方法をカバーします。モジュールのポテンショメータはジャンパーキャップを使用してAIN0に接続されており、モジュール上のD2 LEDはAOUTに接続されているため、ポテンショメータを回すとD2 LEDの明るさが変わる様子が確認できます。

必要なコンポーネント

このプロジェクトでは、以下のコンポーネントが必要です。

一式揃ったキットを購入すると便利です。リンクはこちら:

Name

ITEMS IN THIS KIT

LINK

Universal Maker Sensor Kit

94

Universal Maker Sensor Kit

以下のリンクから個別に購入することもできます。

Component Introduction

Purchase Link

Raspberry Pi 5

-

PCF8591 ADC DACコンバータモジュール

購入

ブレッドボード

購入

配線

注釈

このプロジェクトでは、PCF8591モジュールのAIN0ピンを使用しており、これはジャンパーキャップを介してモジュールのポテンショメータに接続されています。 モジュール上のジャンパーキャップが正しく配置されていることを確認してください。 詳細については、PCF8591モジュールの schematic を参照してください。

../_images/Lesson_10_PCF8591_pi_bb.png

コード

import PCF8591 as ADC  # Import the library for the PCF8591 module
import time  # Import the time library for adding delays

# Initialize the PCF8591 module at I2C address 0x48.
# This address is used for communication with the Raspberry Pi.
ADC.setup(0x48)

try:
    while True:  # Start an infinite loop to continuously monitor the sensor.
        # Read the analog value from the potentiometer connected to AIN0.
        # Channel range from 0 to 3 represents AIN0 to AIN3.
        # The potentiometer's rotation alters the voltage, which is read by the PCF8591.
        potentiometer_value = ADC.read(0)
        print(potentiometer_value)

        # Write the value back to AOUT. This will change the brightness of the D2 LED on the module.
        # LED won't light up below 80, so convert '0-255' to '80-255'
        # As the potentiometer is adjusted, the LED's brightness varies proportionally.
        tmp = potentiometer_value*(255-80)/255+80
        ADC.write(tmp)

        # Add a short delay of 0.2 seconds to make the loop more manageable.
        time.sleep(0.2)

except KeyboardInterrupt:
    # If a KeyboardInterrupt (CTRL+C) is detected, exit the loop and end the program.
    print("Exit")

コード解析

  1. ライブラリのインポート:

    スクリプトは必要なライブラリのインポートから始まります。 PCF8591 ライブラリはADC/DACモジュールとのやり取りに使用され、 time は遅延を作成するために使用されます。

    import PCF8591 as ADC  # Import the library for the PCF8591 module
import time  # Import the time library for adding delays

  2. PCF8591モジュールの初期化:

    PCF8591モジュールはI²Cアドレス0x48で初期化されます。このステップは、Raspberry Piとモジュール間の通信を設定するために重要です。

    ADC.setup(0x48)  # Initialize the PCF8591 module at I2C address 0x48

  3. ポテンショメータからの読み取りとLEDへの書き込み:

    try``ブロック内で、継続的な ``while True ループがAIN0に接続されたポテンショメータから値を読み取り、AOUTに接続されたDACにこの値を書き込みます。ジャンパーキャップがモジュールのポテンショメータをAIN0にリンクし、D2 LEDがAOUTに接続されています。詳細については、PCF8591モジュールの schematic を参照してください。ポテンショメータを回すと、LEDの明るさが変わります。

    • ``ADC.read(channel)``を使用して、特定のチャネルのアナログ入力を読み取ります。チャネル範囲は0から3で、AIN0からAIN3を表します。

    • ``ADC.write(Value)``を使用して、AOUTピンのアナログ出力を設定します。値の範囲は0から255です。


    try:
    while True:  # Start an infinite loop to continuously monitor the sensor.
        potentiometer_value = ADC.read(0)
        print(potentiometer_value)
        tmp = potentiometer_value*(255-80)/255+80
        ADC.write(tmp)
        time.sleep(0.2)

  4. キーボード割り込みの処理:

    ``KeyboardInterrupt``（CTRL+Cを押すなど）により、エラーを生成せずにループから優雅に終了できます。

    except KeyboardInterrupt:
    print("Exit")