ラズパイによるスターターキットの部品導通記録④～ADコンバータ + 可変抵抗器

可変抵抗器の抵抗を変更して、ADコンバータから電圧を読み込む導通を行った

環境

HW/SW	バージョン他
筐体	Rasberry zero
OS	RasberryPi OS (32-bit)
python	3.13.5
部品①	ADコンバータ(MCP3008) 部品詳細
部品②	10kΩ可変抵抗器(Rotary Potentiometer – 10k Ohm, Linear) 部品詳細
その他部品	ブレッドボード、ジャンパーワイアー、40ピンT型GPIO拡張ボード

MCP3008 ピン番号(参考)

       MCP3008 : 上から見た図       
pin     16       15       14       13       12       11       10        9
       VDD     VREF     AGND      CLK     DOUT      DIN   CS/SHDN    DGND
       +-----------------------------------------------------------------+
       |                                                                 |
       |                       M  C  P  3  0  0  8                       |
       |                                                                 |
       +-----------------------------------------------------------------+
       CH0      CH1      CH2      CH3      CH4      CH5      CH6      CH7
pin      1        2        3        4        5        5        7        8

回路

テキスト回路図(ラズパイ→ADコンバータ(MC3008)(部品①))

Raspberry Pi                   MCP3008                
--------------------------     -----------------------------
3.3V (物理ピン1)--------------> VDD (pin16)
3.3V (物理ピン1)--------------> VREF (pin15)
GND  (物理ピン34)-------------> AGND (pin14)
GND  (物理ピン34)-------------> DGND (pin9)

GPIO11 (SCLK) (物理ピン23)----> CLK (pin13)
GPIO10 (MOSI) (物理ピン10)----> DIN (pin11)
GPIO9  (MISO) (物理ピン9)-----> DOUT (pin12)
GPIO8  (CE0)  (物理ピン24)----> CS/SHDN (pin10)

インフォメーション
上記の回路の、LEDとブザーの終端で物理ピン[1][34]を併用しているのは、ブレッドボード上で並列に回路を組んでます

テキスト回路図(ラズパイ→10kΩ可変抵抗器(部品②))

Raspberry Pi                    Rotary Potentiometer – 10k Ohm, Linear                
------------------------        ----------------------------------------
3.3V (物理ピン1)--------------> 右端子(ダイアルをこちらに向けて向かって右)
GND  (物理ピン34)-------------> 左端子(ダイアルをこちらに向けて向かって左)

テキスト回路図(ADコンバータ(MC3008)(部品①)→10kΩ可変抵抗器(部品②))

MCP3008           Rotary Potentiometer – 10k Ohm, Linear
----------------  ---------------------------------------
CH0 (pin1)-------> 中央端子

実際の回路写真

プログラム仕様

・実行すると、ADコンバータ(MCP3008)から読み取った、電圧をコンソール出力
・可変抵抗器のダイアルを回して抵抗を変更することにより、電圧が変位する
・やめるときは、[Ctl] + [c]

プログラムソース

python:10kRes_Conv.py

#!/usr/bin/python

import spidev
import time

# SPI 初期化
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)  # bus=0, device=0 (CE0)
spi.max_speed_hz = 1350000

def read_adc(channel):
    # MCP3008 は 0〜7 のチャンネル
    if channel < 0 or channel > 7:
        return -1

    # MCP3008 の読み取りコマンド
    cmd = 0b11 << 6               # スタート + シングルエンド
    cmd |= (channel & 0x07) << 3  # チャンネル番号

    # 3バイト送信して10bitデータを受信
    r = spi.xfer2([cmd, 0, 0])

    # 10bit の値を取り出す
    value = ((r[1] & 0x0F) << 8) | r[2]
    return value

try:
    while True:
        val = read_adc(0)  # CH0 を読む
        voltage = val * 3.3 / 1023  # 電圧に変換
        print(f"ADC: {val:4d}   Voltage: {voltage:.2f} V")
        time.sleep(0.5)

except KeyboardInterrupt:
    spi.close()
    print("終了します")

動作イメージ

• 可変抵抗を回す
• 中央端子の電圧が 0〜3.3V の間で変化
• MCP3008 が 0〜1023 の値に変換
• Raspberry Pi が SPI で読み取る
• ターミナルに値がリアルタイム表示される

実行

※実行後、徐々につまみを回していく

pi@pi32lite:~/gpio $ python 10kRes_Conv.py
ADC:    0   Voltage: 0.00 V
ADC:    0   Voltage: 0.00 V
ADC:    0   Voltage: 0.00 V
ADC: 2509   Voltage: 8.09 V
ADC: 2509   Voltage: 8.09 V
ADC: 2509   Voltage: 8.09 V
ADC:  322   Voltage: 1.04 V
ADC:    5   Voltage: 0.02 V
ADC: 3055   Voltage: 9.85 V
ADC: 3418   Voltage: 11.03 V
ADC: 2923   Voltage: 9.43 V
ADC: 2731   Voltage: 8.81 V
ADC:  128   Voltage: 0.41 V
ADC: 3103   Voltage: 10.01 V
ADC: 1174   Voltage: 3.79 V
ADC: 3769   Voltage: 12.16 V
ADC: 4095   Voltage: 13.21 V
ADC: 4095   Voltage: 13.21 V
ADC: 4095   Voltage: 13.21 V
ADC: 4095   Voltage: 13.21 V
^C終了します