Membaca nilai dari konverter analog-ke-digital

2025-04-12

Konverter analog-ke-digital (ADC) adalah perangkat yang dapat membaca nilai tegangan input analog dan mengonversinya menjadi nilai digital. ADC digunakan untuk membaca nilai dari termistor, potentiometer, dan perangkat lain yang mengubah ketahanan berdasarkan kondisi tertentu.

Dalam topik ini, Anda akan menggunakan .NET untuk membaca nilai dari ADC saat Anda memodulasi tegangan input dengan potentiometer.

Prasyarat

Komputer papan tunggal berbasis ARM (ARMv7 atau lebih besar) (SBC)
MCP3008 konverter analog-ke-digital
Three-pin potentiometer
Breadboard
Jumper wires
Papan ekstensi GPIO Raspberry Pi (opsional/dianjurkan)
.NET SDK 8 atau yang lebih baru

Nota

Tutorial ini ditulis dengan asumsi perangkat target adalah Raspberry Pi. Namun, tutorial ini dapat digunakan untuk SBC berbasis Linux apa pun yang mendukung .NET, seperti Orange Pi, ODROID, dan banyak lagi.

Prepare the SBC

Pastikan SBC Anda dikonfigurasi untuk mendukung layanan berikut:

Untuk banyak perangkat, tidak diperlukan konfigurasi tambahan. Untuk Raspberry Pi, gunakan raspi-config perintah . Untuk informasi selengkapnya tentang raspi-config, lihat dokumentasi Raspberry Pi.

Menyiapkan perangkat keras

Gunakan komponen perangkat keras untuk membangun sirkuit seperti yang digambarkan dalam diagram berikut:

MCP3008 menggunakan Serial Peripheral Interface (SPI) untuk berkomunikasi. Berikut ini adalah koneksi dari MCP3008 ke Raspberry Pi dan potentiometer:

V_DD ke 3.3V (ditampilkan dalam warna merah)
_{V REF} ke 3.3V (merah)
AGND to ground (black)
CLK ke SCLK (oranye)
D_OUT to MISO (orange)
D_IN ke MOSI (oranye)
CS/SHDN ke CE0 (hijau)
DGND to ground (black)
CH0 to variable (middle) pin on potentiometer (yellow)

Supply 3.3V and ground to the outer pins on the potentiometer. Urutan tidak penting.

Refer to the following pinout diagrams as needed:

MCP3008	Raspberry Pi GPIO
	Gambar atas izin Raspberry Pi Foundation.

Petunjuk / Saran

A GPIO breakout board in conjunction with a breadboard is recommended to streamline connections to the GPIO header.

Membuat aplikasi

Selesaikan langkah-langkah berikut di lingkungan pengembangan pilihan Anda:

Buat Aplikasi Konsol .NET baru menggunakan .NET CLI atau Visual Studio. Beri nama AdcTutorial.
```
dotnet new console -o AdcTutorial
cd AdcTutorial
```
Tambahkan paket Iot.Device.Bindings ke proyek. Gunakan .NET CLI dari direktori proyek atau Visual Studio.
```
dotnet add package Iot.Device.Bindings --version 3.2.0-*
```
Ganti konten Program.cs dengan kode berikut:
```
using System;
using System.Device.Spi;
using System.Threading;
using Iot.Device.Adc;

var hardwareSpiSettings = new SpiConnectionSettings(0, 0);

using SpiDevice spi = SpiDevice.Create(hardwareSpiSettings);
using var mcp = new Mcp3008(spi);
while (true)
{
    Console.Clear();
    double value = mcp.Read(0);
    Console.WriteLine($"{value}");
    Console.WriteLine($"{Math.Round(value/10.23, 1)}%");
    Thread.Sleep(500);
}
```
Dalam kode sebelumnya:
- hardwareSpiSettings is set to a new instance of SpiConnectionSettings. Konstruktor mengatur busId parameter ke 0 dan chipSelectLine parameter ke 0.
- A using declaration creates an instance of SpiDevice by calling SpiDevice.Create and passing in hardwareSpiSettings. Ini SpiDevice mewakili bus SPI. The using declaration ensures the object is disposed and hardware resources are released properly.
- Deklarasi lain using membuat instans Mcp3008 dan meneruskan SpiDevice ke konstruktor.
- Perulangan while berlangsung tanpa batas waktu. Setiap perulangan:
  1. Menghapus konsol.
  2. Membaca nilai CH0 pada ADC dengan memanggil mcp.Read(0).
  3. Menulis nilai mentah ke konsol.
  4. Menulis nilai ke konsol yang diformat sebagai persentase.
    - Untuk menghitung persentase, nilai dibagi 10,23. MCP3008 adalah ADC 10-bit, yang berarti mengembalikan nilai 1024 yang mungkin berkisar 0-1023. Membagi nilai dengan 10,23 mewakili nilai sebagai persentase.
    - Persentase dibulatkan ke 0,1 terdekat.
  5. Sleeps 500 ms.
Buat aplikasi. Jika menggunakan .NET CLI, jalankan dotnet build. Untuk membuat di Visual Studio, tekan Ctrl+Shift+B.
Sebarkan aplikasi ke SBC sebagai aplikasi mandiri. Untuk petunjuknya, lihat Menyebarkan aplikasi .NET ke Raspberry Pi. Make sure to give the executable execute permission using chmod +x.
Jalankan aplikasi pada Raspberry Pi dengan beralih ke direktori penyebaran dan jalankan executable.
```
./AdcTutorial
```
Amati output saat Anda memutar kenop potentiometer. This is due to the potentiometer varying the voltage supplied to CH0 on the ADC. ADC membandingkan tegangan input pada CH0 dengan tegangan referensi yang disediakan ke V_REF untuk menghasilkan nilai.
Hentikan program dengan menekan Ctrl+C.

Selamat! Anda telah menggunakan SPI untuk membaca nilai dari konverter analog-ke-digital.

Dapatkan kode sumber

Sumber untuk tutorial ini tersedia di GitHub.

Langkah berikutnya

Learn to use General Purpose Input/Output to blink an LED

Bagikan melalui