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.. _2.1.7_py:
2.1.7 ポテンショメーター
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はじめに
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このプロジェクトでは、ADC機能を使ってアナログ信号をデジタル信号に変換します。具体的にはADC0834を使用して、ADC関連の機能を実現しています。このプロセスは、ポテンショメーターを用いて実装されます。ポテンショメーターは物理量である電圧を変化させ、それがADC関数によって変換されます。
必要な部品
------------------------
このプロジェクトで必要な部品は以下のとおりです。
.. image:: ../img/list_2.1.4_potentiometer.png
キット全体を購入する方が便利です。リンクはこちら：
.. list-table::
:widths: 20 20 20
:header-rows: 1
* - 名前
- このキットのアイテム
- リンク
* - Raphael Kit
- 337
- |link_Raphael_kit|
以下のリンクから、部品を個別に購入することもできます。
.. list-table::
:widths: 30 20
:header-rows: 1
* - コンポーネントの紹介
- 購入リンク
* - :ref:`cpn_gpio_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_potentiometer`
- |link_potentiometer_buy|
* - :ref:`cpn_adc0834`
- \-
回路図
-------------
.. image:: ../img/image311.png
.. image:: ../img/image312.png
実験手順
---------------
**ステップ1:** 回路を組む。
.. image:: ../img/image180.png
.. note::
回路図に示されている対応する位置にチップを配置してください。チップの溝は、配置する際には左側になるように注意してください。
**ステップ2:** コードファイルを開く。
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/raphael-kit/python/
**ステップ3:** 実行する。
.. raw:: html
.. code-block::
sudo python3 2.1.7_Potentiometer.py
コードを実行した後、ポテンショメーターのノブを回すと、LEDの明るさがそれに応じて変わります。
**コード**
.. note::
以下のコードは **修正/リセット/コピー/実行/停止** が可能です。ただし、それを行う前に、 ``raphael-kit/python`` のようなソースコードのパスに移動する必要があります。コードを修正した後、その効果を直接確認するために実行できます。
.. raw:: html
.. code-block:: python
#!/usr/bin/env python3
import RPi.GPIO as GPIO
import ADC0834
import time
LedPin = 22
def setup():
global led_val
# Set the GPIO modes to BCM Numbering
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
# Set all LedPin's mode to output and initial level to High(3.3v)
GPIO.setup(LedPin, GPIO.OUT, initial=GPIO.HIGH)
ADC0834.setup()
# Set led as pwm channel and frequece to 2KHz
led_val = GPIO.PWM(LedPin, 2000)
# Set all begin with value 0
led_val.start(0)
# Define a MAP function for mapping values. Like from 0~255 to 0~100
def MAP(x, in_min, in_max, out_min, out_max):
return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min
def destroy():
# Stop all pwm channel
led_val.stop()
# Release resource
GPIO.cleanup()
def loop():
while True:
res = ADC0834.getResult()
print ('res = %d' % res)
R_val = MAP(res, 0, 255, 0, 100)
led_val.ChangeDutyCycle(R_val)
time.sleep(0.2)
if __name__ == '__main__':
setup()
try:
loop()
except KeyboardInterrupt: # When 'Ctrl+C' is pressed, the program destroy() will be executed.
destroy()
**コード説明**
.. code-block:: python
import ADC0834
ADC0834ライブラリをインポート。ライブラリの内容は、nano ADC0834.pyコマンドで確認できます。
.. code-block:: python
def setup():
global led_val
# Set the GPIO modes to BCM Numbering
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
# Set all LedPin's mode to output and initial level to High(3.3v)
GPIO.setup(LedPin, GPIO.OUT, initial=GPIO.HIGH)
ADC0834.setup()
# Set led as pwm channel and frequece to 2KHz
led_val = GPIO.PWM(LedPin, 2000)
# Set all begin with value 0
led_val.start(0)
setup()内で、命名方式をBCMに定義し、LedPinをPWMチャンネルに設定、周波数を2KHzに設定します。
**ADC0834.setup():** ADC0834を初期化し、定義されたCS、CLK、DIOをそれぞれGPIO17、GPIO18、GPIO27に接続します。
.. code-block:: python
def loop():
while True:
res = ADC0834.getResult()
print ('res = %d' % res)
R_val = MAP(res, 0, 255, 0, 100)
led_val.ChangeDutyCycle(R_val)
time.sleep(0.2)
関数 getResult() は ADC0834 の 4 チャンネルのアナログ値を読み出すために使用します。デフォルトでは CH0 の値を読み出しますので、他のチャンネルを読み出したい場合は **( )** にチャンネル番号を入力してください（例：getResult(1)）。
関数 loop() は、まず CH0 の値を読み取り、その値を変数 res に代入する。その後、ポテンショメーターの読み取った値を0～100にマッピングする関数MAPを呼び出します。このステップは、LedPinのデューティ・サイクルを制御するために使用される。これで、LEDの明るさがポテンショメーターの値によって変化しているのがわかるだろう。
現象の画像
------------------
.. image:: ../img/image181.jpeg