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.. _4.1.13_py:

4.1.13 Moniteur de Surchauffe
==================================

Introduction
-------------------

Vous pouvez vouloir fabriquer un dispositif de surveillance de surchauffe applicable à 
diverses situations, par exemple, dans une usine, si nous voulons avoir une alarme et l'arrêt 
automatique de la machine en cas de surchauffe du circuit. Dans ce projet, nous utiliserons un 
thermistor, un joystick, un buzzer, une LED et un écran LCD pour fabriquer un dispositif de 
surveillance de la température intelligent dont le seuil est réglable.


Composants Requis
------------------------------

Pour ce projet, nous avons besoin des composants suivants.

.. image:: ../img/list_Overheat_Monitor.png
    :align: center

Il est certainement pratique d'acheter un kit complet, voici le lien : 

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    *   - Nom	
        - ÉLÉMENTS DANS CE KIT
        - LIEN
    *   - Kit Raphael
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Vous pouvez également les acheter séparément à partir des liens ci-dessous.

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    *   - INTRODUCTION DU COMPOSANT
        - LIEN D'ACHAT

    *   - :ref:`cpn_gpio_extension_board`
        - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
        - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_resistor`
        - |link_resistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_led`
        - |link_led_buy|
    *   - :ref:`cpn_joystick`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_adc0834`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_transistor`
        - |link_transistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_i2c_lcd`
        - |link_i2clcd1602_buy|
    *   - :ref:`cpn_thermistor`
        - |link_thermistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_buzzer`
        - \-

Schéma de Câblage
--------------------------

============ ======== ======== ===
Nom T-Board  physique wiringPi BCM
GPIO17       Pin 11   0        17
GPIO18       Pin 12   1        18
GPIO27       Pin 13   2        27
GPIO22       Pin15    3        22
GPIO23       Pin16    4        23
GPIO24       Pin18    5        24
SDA1         Pin 3             
SCL1         Pin 5             
============ ======== ======== ===

.. image:: ../img/Schematic_three_one8.png
   :align: center

Procédures Expérimentales
-----------------------------

**Étape 1 :** Construisez le circuit.

.. image:: ../img/image258.png

**Étape 2** : Accédez au dossier du code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    cd ~/raphael-kit/python/

**Étape 3** : Exécutez le fichier exécutable.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo python3 4.1.13_OverheatMonitor.py

Lorsque le code s'exécute, la température actuelle et le seuil de haute température **40** s'affichent 
sur l'écran **I2C LCD1602**. Si la température actuelle dépasse le seuil, le buzzer et la LED s'allument pour vous alerter.

**Le joystick** est utilisé ici pour ajuster le seuil de haute température. En déplaçant 
le **joystick** dans les directions de l'axe X et de l'axe Y, vous pouvez augmenter ou 
diminuer le seuil de haute température actuel. Appuyez à nouveau sur le **joystick** pour 
réinitialiser le seuil à sa valeur initiale.

.. note::

    * Si vous obtenez l'erreur ``FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1'``, vous devez vous référer à :ref:`i2c_config` pour activer l'I2C.
    * Si vous obtenez l'erreur ``ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2'``, veuillez exécuter ``sudo pip3 install smbus2``.
    * Si l'erreur ``OSError: [Errno 121] Remote I/O error`` apparaît, cela signifie que le module est mal câblé ou qu'il est défectueux.
    * Si le code et le câblage sont corrects, mais que l'écran LCD ne s'affiche toujours pas, vous pouvez tourner le potentiomètre à l'arrière pour augmenter le contraste.

**Code**

.. note::
    Vous pouvez **Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter** le code ci-dessous. Mais avant 
    cela, vous devez aller dans le chemin du code source comme ``raphael-kit/python``. Après avoir 
    modifié le code, vous pouvez l'exécuter directement pour voir l'effet.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    #!/usr/bin/env python3

    import LCD1602
    import RPi.GPIO as GPIO
    import ADC0834
    import time
    import math

    Joy_BtnPin = 22
    buzzPin = 23
    ledPin = 24

    upperTem = 40

    def setup():
        ADC0834.setup()
        GPIO.setmode(GPIO.BCM)
        GPIO.setup(ledPin, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
        GPIO.setup(buzzPin, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
        GPIO.setup(Joy_BtnPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
        LCD1602.init(0x27, 1)

    def get_joystick_value():
        x_val = ADC0834.getResult(1)
        y_val = ADC0834.getResult(2)
        if(x_val > 200):
            return 1
        elif(x_val < 50):
            return -1
        elif(y_val > 200):
            return -10
        elif(y_val < 50):
            return 10
        else:
            return 0

    def upper_tem_setting():
        global upperTem
        LCD1602.write(0, 0, 'Upper Adjust: ')
        change = int(get_joystick_value())
        upperTem = upperTem + change
        strUpperTem = str(upperTem)
        LCD1602.write(0, 1, strUpperTem)
        LCD1602.write(len(strUpperTem),1, '              ')
        time.sleep(0.1)

    def temperature():
        analogVal = ADC0834.getResult()
        Vr = 5 * float(analogVal) / 255
        Rt = 10000 * Vr / (5 - Vr)
        temp = 1/(((math.log(Rt / 10000)) / 3950) + (1 / (273.15+25)))
        Cel = temp - 273.15
        Fah = Cel * 1.8 + 32
        return round(Cel,2)

    def monitoring_temp():
        global upperTem
        Cel=temperature()
        LCD1602.write(0, 0, 'Temp: ')
        LCD1602.write(0, 1, 'Upper: ')
        LCD1602.write(6, 0, str(Cel))
        LCD1602.write(7, 1, str(upperTem))
        time.sleep(0.1)
        if Cel >= upperTem:
            GPIO.output(buzzPin, GPIO.HIGH)
            GPIO.output(ledPin, GPIO.HIGH)
        else:
            GPIO.output(buzzPin, GPIO.LOW)
            GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)

    def loop():
        lastState=1
        stage=0
        while True:
            currentState=GPIO.input(Joy_BtnPin)
            if currentState==1 and lastState ==0:
                stage=(stage+1)%2
                time.sleep(0.1)    
                LCD1602.clear()
            lastState=currentState
            if stage == 1:
                upper_tem_setting()
            else:
                monitoring_temp()

    def destroy():
        LCD1602.clear() 
        ADC0834.destroy()
        GPIO.cleanup()

    if __name__ == '__main__':     # Program start from here
        try:
            setup()
            while True:
                loop()
        except KeyboardInterrupt:   # When 'Ctrl+C' is pressed, the program destroy() will be executed.
            destroy()

**Explication du Code**

.. code-block:: python

    def get_joystick_value():
        x_val = ADC0834.getResult(1)
        y_val = ADC0834.getResult(2)
        if(x_val > 200):
            return 1
        elif(x_val < 50):
            return -1
        elif(y_val > 200):
            return -10
        elif(y_val < 50):
            return 10
        else:
            return 0

Cette fonction lit les valeurs de X et Y. Si **X>200**, elle renverra “\ **1**\ ”; **X<50**, 
renverra “\ **-1**\ ”; **y>200**, renverra “\ **-10**\ ”, et **y<50**, renverra “\ **10**\ ”.

.. code-block:: python

    def upper_tem_setting():
        global upperTem
        LCD1602.write(0, 0, 'Upper Adjust: ')
        change = int(get_joystick_value())
        upperTem = upperTem + change
        LCD1602.write(0, 1, str(upperTem))
    LCD1602.write(len(strUpperTem),1, '              ')
        time.sleep(0.1)

Cette fonction sert à ajuster le seuil et à l'afficher sur l'écran I2C LCD1602.

.. code-block:: python

    def temperature():
        analogVal = ADC0834.getResult()
        Vr = 5 * float(analogVal) / 255
        Rt = 10000 * Vr / (5 - Vr)
        temp = 1/(((math.log(Rt / 10000)) / 3950) + (1 / (273.15+25)))
        Cel = temp - 273.15
        Fah = Cel * 1.8 + 32
        return round(Cel,2)

Lire la valeur analogique de **CH0** (thermistor) de **ADC0834** puis la 
convertir en valeur de température.

.. code-block:: python

    def monitoring_temp():
        global upperTem
        Cel=temperature()
        LCD1602.write(0, 0, 'Temp: ')
        LCD1602.write(0, 1, 'Upper: ')
        LCD1602.write(6, 0, str(Cel))
        LCD1602.write(7, 1, str(upperTem))
        time.sleep(0.1)
        if Cel >= upperTem:
            GPIO.output(buzzPin, GPIO.HIGH)
            GPIO.output(ledPin, GPIO.HIGH)
        else:
            GPIO.output(buzzPin, GPIO.LOW)
            GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)

Lorsque le code s'exécute, la température actuelle et le seuil de haute 
température **40** s'affichent sur l'écran **I2C LCD1602**. Si la température 
actuelle dépasse le seuil, le buzzer et la LED s'allument pour vous alerter.

.. code-block:: python

    def loop():
        lastState=1
        stage=0
        while True:
            currentState=GPIO.input(Joy_BtnPin)
            if currentState==1 and lastState ==0:
                stage=(stage+1)%2
                time.sleep(0.1)    
                LCD1602.clear()
            lastState=currentState
            if stage == 1:
                upper_tem_setting()
            else:
                monitoring_temp()

La fonction ``main()`` contient l'ensemble du processus du programme comme suit :

1) Lorsque le programme démarre, la valeur initiale de **stage** est **0**, et la température 
actuelle ainsi que le seuil de haute température **40** s'affichent sur l'écran **I2C LCD1602**. 
Si la température actuelle dépasse le seuil, le buzzer et la LED s'allument pour vous alerter.

2) Appuyez sur le joystick, et **stage** deviendra **1** et vous pourrez ajuster le seuil de haute 
température. En déplaçant le joystick dans les directions de l'axe X et de l'axe Y, vous pouvez 
augmenter ou diminuer le seuil de haute température actuel. Appuyez à nouveau sur le joystick pour 
réinitialiser le seuil à sa valeur initiale.


Image du Phénomène
-------------------------

.. image:: ../img/image259.jpeg
   :align: center