アナログ値を測る（ADコンバータ使用）（WebIOPi利用）

解説

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Raspberry Pi には、アナログ入力はないので、そのままでは、アナログ値を測ることはできませんが、ADコンバータ（アナログ-デジタル変換器）を使用すれば、アナログ値を測ることができます。

ADコンバータ MCP3002 は、SPI通信によって、アナログ値を取得します。
ADコンバータ MCP3002 から、アナログ値を取得する場合、以下のデータを送信します。

「CH0」から取得する場合: 0b01101000、0b00000000
「CH1」から取得する場合: 0b01111000、0b00000000

※「0b～」は、2進数表現です。

各ビットの意味は以下です。

送信するデータの最初の1は、開始ビットで、必ず1です。
開始ビットの次は、SGL/DIFFビットです。シングルエンドあるいは擬似差動モードを指定します。シングルエンドの1にします。
SGL/DIFFビットの次は、ODD/SIGNビットです。チャンネルを指定します。CH0の場合は0に、CH1の場合は1にします。
ODD/SIGNビットの次は、MSBF(Most Significant Bit First)ビットです。デバイスから返されるデータのフォーマット（MSBF or LSBF）を指定します。MSBFの1にします。
MSBFビット以降はゼロにします。

ADコンバータ MCP3002の分解能は 10ビット = 2^10 = 1024 です。
返ってくる値は、0 から 1023 で、0[V] から 3.3[V](Vdd/Vref の電圧) を表します。

部品表

部品名	数量	商品名	参考価格
ADコンバータ	1	10ビット2ch ADコンバータ MCP3002	200円
ボリューム	2	小型ボリューム 10KΩB	50円
Raspberry Pi	1	Raspberry Pi Type B 512MB	3,300円
ブレッドボード	1	EIC-801	250円
ジャンパーワイヤ	適量	ブレッドボード・ジャンパーコード（オス－オス）セット	100mm49個 150mm8個 200mm4個 250mm4個のセット200円
ジャンパーワイヤ	適量	ジャンパーワイヤ（オス－メス）	10本300円

接続表

MCP3002側		Raspberry Pi側
ピン番号	ピン名称	ピン名称
1	ChipSelect	SPIチップセレクト0
2	CH0	ボリューム1の真ん中の端子
3	CH1	ボリューム2の真ん中の端子
4	Vss	GND
5	Din	SPI MOSI
6	Dout	SPI MISO
7	CLK	SPI SCLK
8	Vdd/Vref	3.3V

接続例

WebIOPiのインストール

Raspberry Pi にWebIOPiをインストールしてない場合は、まず、WebIOPiをインストールします。

WebIOPiのインストール

スクリプトファイルの作成

「/home/pi/work/webiopi」フォルダに、「mcp3002.py」というファイル名で、以下の内容のスクリプトファイルを作成します。

import webiopi from webiopi.devices.analog.mcp3x0x import MCP3X0X class MCP3002(MCP3X0X): def __init__(self, chip, channelCount, name): MCP3X0X.__init__(self, chip, channelCount, 10, name) def __command__(self, channel, diff): d = [0x00, 0x00] d[0] |= 1 << 6 # start d[0] |= (not diff) << 5 # SGL d[0] |= (channel & 0x01) << 4 # Ch d[0] |= (1) << 3 # MBSF return d def __analogRead__(self, channel, diff): data = self.__command__(channel, diff) r = self.xfer(data) return ((r[0] & self.MSB_MASK) << 8) | r[1] webiopi.setDebug() mcp = MCP3002( 0, 2, "MCP3002" ) while 1: ch0 = mcp.analogRead(0) webiopi.debug( "Ch0 : " + str(ch0) ) ch1 = mcp.analogRead(1) webiopi.debug( "Ch1 : " + str(ch1) ) webiopi.sleep( 1.0 )

WebIOPi サービスの設定の変更

WebIOPi のサービスを開始したときに、作成したスクリプトが実行されるように、WebIOPi サービスの設定を変更します。

WebIOPi サービスの設定は、「/etc/webiopi/config」ファイルに記述されています。

以下のコマンドを実行し、「/etc/webiopi/config」ファイルを開きます。

sudo nano /etc/webiopi/config

[SCRIPTS] セクションを探し、[SCRIPTS] セクションの「myscript =」を以下のように書き換えます。

（・・・省略・・・） #------------------------------------------------------------------------# [SCRIPTS] # Load custom scripts syntax : # name = sourcefile # each sourcefile may have setup, loop and destroy functions and macros #myscript = /home/pi/webiopi/examples/scripts/macros/script.py myscript = /home/pi/work/webiopi/mcp3002.py #------------------------------------------------------------------------# [HTTP] （・・・省略・・・）

編集し終えたら、
Ctrl + O
で上書き保存し、
Ctrl + X
で nano を終了します。

実行

アナログ値をデバッグ出力でコンソール画面に表示ために、WebIOPiを、アプリケーションとして起動します。起動の際には、デバッグを有効にするオプションを追加して起動します。以下のコマンドを実行します。

sudo webiopi -c /etc/webiopi/config -d

上記コマンドによりWebIOPiを起動すると、以下のように、アナログ値がコンソール画面に表示されます。

WebIOPiアプリケーションは、
Ctrl + C
で終了します。

ダウンロード

サンプルスクリプトファイル