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.. _2.2.2_c_pi5:

2.2.2 Termistore
====================

Introduzione
-----------------

Proprio come il fotoresistore può rilevare la luce, il termistore è un dispositivo 
elettronico sensibile alla temperatura che può essere utilizzato per realizzare 
funzioni di controllo della temperatura, come ad esempio un allarme termico.

Componenti necessari
------------------------

In questo progetto abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

.. image:: ../img/list_2.2.2_thermistor.png

È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

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

    *   - Nome	
        - ELEMENTI IN QUESTO KIT
        - LINK
    *   - Kit Raphael
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Puoi anche acquistarli separatamente dai link sottostanti.

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

    *   - INTRODUZIONE COMPONENTE
        - LINK PER L'ACQUISTO

    *   - :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_thermistor`
        - |link_thermistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_adc0834`
        - \-

Schema elettrico
-------------------

.. image:: ../img/image323.png


.. image:: ../img/image324.png


Procedure sperimentali
-------------------------

**Passo 1:** Costruisci il circuito.

.. image:: ../img/image202.png

**Passo 2:** Vai alla cartella del codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/c/2.2.2/

**Passo 3:** Compila il codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 2.2.2_Thermistor.c -lwiringPi -lm

.. note::
    -lm serve per caricare la libreria matematica. Non ometterla, altrimenti si verificherà un errore.

**Passo 4:** Esegui il file eseguibile.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo ./a.out

Quando il codice viene eseguito, il termistore rileva la temperatura ambiente 
che verrà stampata sullo schermo una volta completato il calcolo del programma.

.. note::

    Se non funziona dopo l'esecuzione o compare un messaggio di errore: \"wiringPi.h: No such file or directory\", consulta :ref:`install_wiringpi`.

Codice
----------

.. code-block:: c

    #include <wiringPi.h>
    #include <stdio.h>
    #include <math.h>

    typedef unsigned char uchar;
    typedef unsigned int uint;

    #define     ADC_CS    0
    #define     ADC_CLK   1
    #define     ADC_DIO   2

    uchar get_ADC_Result(uint channel)
    {
        uchar i;
        uchar dat1=0, dat2=0;
        int sel = channel > 1 & 1;
        int odd = channel & 1;

        digitalWrite(ADC_CLK, 1);
        delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK, 0);
        delayMicroseconds(2);

        pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
        digitalWrite(ADC_CS, 0);
        // Start bit
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);	delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);	delayMicroseconds(2);
        //Single End mode
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);	delayMicroseconds(2);
        // ODD
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,odd);	delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);	delayMicroseconds(2);
        //Select
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,sel);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);

        delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        delayMicroseconds(2);

        for(i=0;i<8;i++)
        {
            digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
            digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);

            pinMode(ADC_DIO, INPUT);
            dat1=dat1<<1 | digitalRead(ADC_DIO);
        }

        for(i=0;i<8;i++)
        {
            dat2 = dat2 | ((uchar)(digitalRead(ADC_DIO))<<i);
            digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
            digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);
        }

        digitalWrite(ADC_CS,1);
        pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
        return(dat1==dat2) ? dat1 : 0;
    }

    int main(void)
    {
        unsigned char analogVal;
        double Vr, Rt, temp, cel, Fah;
        if(wiringPiSetup() == -1){ //se l'inizializzazione di wiring fallisce, stampa un messaggio sullo schermo
            printf("setup wiringPi failed !");
            return 1;
        }
        pinMode(ADC_CS,  OUTPUT);
        pinMode(ADC_CLK, OUTPUT);

        while(1){
            analogVal = get_ADC_Result(0);
            Vr = 5 * (double)(analogVal) / 255;
            Rt = 10000 * (double)(Vr) / (5 - (double)(Vr));
            temp = 1 / (((log(Rt/10000)) / 3950)+(1 / (273.15 + 25)));
            cel = temp - 273.15;
            Fah = cel * 1.8 +32;
            printf("Celsius: %.2f C  Fahrenheit: %.2f F\n", cel, Fah);
            delay(100);
        }
        return 0;
    }

Spiegazione del Codice
-------------------------

.. code-block:: c

    #include <math.h>

Questa è una libreria numerica C che dichiara una serie di funzioni per eseguire operazioni matematiche comuni e trasformazioni.

.. code-block:: c

    analogVal = get_ADC_Result(0);

Questa funzione viene utilizzata per leggere il valore del termistore.

.. code-block:: c

    Vr = 5 * (double)(analogVal) / 255;
    Rt = 10000 * (double)(Vr) / (5 - (double)(Vr));
    temp = 1 / (((log(Rt/10000)) / 3950)+(1 / (273.15 + 25)));
    cel = temp - 273.15;
    Fah = cel * 1.8 +32;
    printf("Celsius: %.2f C  Fahrenheit: %.2f F\n", cel, Fah);

Questi calcoli convertono i valori del termistore in valori Celsius.

.. code-block:: c

    Vr = 5 * (double)(analogVal) / 255;
    Rt = 10000 * (double)(Vr) / (5 - (double)(Vr));

Queste due righe di codice calcolano la distribuzione della tensione con 
il valore analogico letto per ottenere Rt (resistenza del termistore).

.. code-block:: c

    temp = 1 / (((log(Rt/10000)) / 3950)+(1 / (273.15 + 25)));

Questo codice si riferisce all'inserimento di Rt nella formula 
**T\ K\ =1/(ln(R\ T/R\ N)/B+1/T\ N)** per ottenere la temperatura in Kelvin.

.. code-block:: c

    temp = temp - 273.15;

Converte la temperatura Kelvin in gradi Celsius.

.. code-block:: c

    Fah = cel * 1.8 +32;

Converte i gradi Celsius in Fahrenheit.
    
.. code-block:: c

    printf("Celsius: %.2f C  Fahrenheit: %.2f F\n", cel, Fah);

Stampa la temperatura in gradi Celsius, in gradi Fahrenheit e le loro unità sul display.

Immagine del fenomeno
------------------------

.. image:: ../img/image203.jpeg