アナログ値を測る（ADコンバータ使用）（WebIOPi利用）

解説

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
LCDシールド	1	「LCD (Liquid Crystal Display) に文字列を表示する（WebIOPi 利用）」の内容をシールド化したもの	-
Raspberry Pi	1	Raspberry Pi 3 Model B	6,300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

※LCDシールドに関する接続は省略
　（LCDシールドは、GPIOの 6, 5, 22, 27, 17, 4 を使用）

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

SPI通信の有効化

SPI通信を有効化していない場合は、SPI通信の有効化が必要です。

SPI通信の有効化

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 MCP3002 import sys,os sys.path.append(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))) from liquidcrystal import LiquidCrystal lcd = LiquidCrystal( 6, 5, 22, 27, 17, 4 ) mcp = MCP3002() while 1: lcd.clear() ch0 = mcp.analogRead(0) lcd.setCursor( 0, 0 ) lcd.write( "Ch0 : " + str(ch0) ) ch1 = mcp.analogRead(1) lcd.setCursor( 0, 1 ) lcd.write( "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 =」に、作成したスクリプトファイルを指定します。

（・・・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

WebIOPi のサービスを開始します。

sudo systemctl start webiopi

CH0、CH1に流れる電圧に対応する値がLCDに表示されます。
値は、0 から 1023 で、0[V] から 3.3[V](Vdd/Vref の電圧) を表します。

WebIOPi のサービスを終了するには、以下のコマンドを実行します。

sudo systemctl stop webiopi

ダウンロード

サンプルスクリプトファイル