MCP3002とLM335Zで温度を測る

2019/08/12	MCP3002とLM335Zで温度を測る	\| by:YAS

　ADコンバータのMCP3002と，温度センサーのLM335Zで気温を測ってみます。
　spidevとgpiozeroでテストコードを作ってみましたが，どうも２つの値が一致しません。交互に測ってもgpiozeroで計測した方が，生の値で1大きくなる傾向がありました。基準電圧にラズパイの3.3Vを使っていますし，コンデンサーも省略しているので，処理によって微妙に基準電圧がゆらいでいるのかもしれません。
　基準電圧が3.3Vなので，3.3 * 100 - 273.15 = 56.85℃ まで測れます。気温計に使うには十分です。
　また，3.3 * 100 / 1023 ≒ 0.32℃ 刻みの測定になります。LM335Zは非校正時には２℃の誤差があることを考えれば精度は十分ですが，0.1℃刻みで測定したい気もします。0.1℃刻みにするには，3.3 * 100 / 0.1 = 3300 なので，12bit（=4095）のMCP3204あたりを使う必要がありそうです。（パッケージの小さい12bit2chのMCP3202は秋月にもないみたい。）

☆材料

ブレッドボード BB-801 × 2	秋月 P-05294	400円
ラズベリーパイ用ブレッドボード接続キット	秋月 K-08892	450円
10bit 2ch ADコンバータ MCP3002-I/P	秋月 I-02584	160円
精密級高精度温度センサーＬＭ335Ｚ	秋月 I-11158	75円
カーボン抵抗 1/4W 1kΩ	秋月 R-25102	(100本)100円
ブレッドボードジャンパーワイヤセット	秋月 C-05159	(60本)220円
合計		1,405円

☆回路図

☆できあがり

☆テストコード
①spidevを使ってMCP3002に繋いだLM335Zの値を読む。

import spidev
import time

# spidevの設定
SPI_BUS = 0
SPI_DEVICE = 0
SPI_MAX_SPEED = 200000 # 200kHz

# MCP3002の設定
MCP3002_VREF = 3.3 # 基準電圧
MCP3002_START = 0b01000000 # スタートビット
MCP3002_SGL = 0b00100000 # シングルエンド入力
MCP3002_DIFF = 0b00000000 # 差動入力
MCP3002_ODD_CH0 = 0b00000000 # チャンネル0
MCP3002_ODD_CH1 = 0b00010000 # チャンネル1
MCP3002_MSBF =0b00001000 # MSBファースト
MCP3002_LSBF =0b00000000 # LSBファースト

while True:
    spi_values = []
    spi_values.append(MCP3002_START | MCP3002_SGL | MCP3002_ODD_CH0 | MCP3002_MSBF)
    spi_values.append(0x00)
    spi = spidev.SpiDev()
    spi.open(SPI_BUS, SPI_DEVICE)
    spi.max_speed_hz = SPI_MAX_SPEED
    result = spi.xfer2(spi_values)
    data = int.from_bytes(result, byteorder='big') & 0x3FF
    print ("{0} {1}℃".format(data, data * MCP3002_VREF / 1023 * 100 - 273.15))
    spi.close()
    time.sleep(1)

>>> %Run MCP3002_LM335Z_spidev.py

934 28.140322580645147℃
934 28.140322580645147℃
934 28.140322580645147℃
934 28.140322580645147℃
934 28.140322580645147℃
934 28.140322580645147℃
934 28.140322580645147℃

②gpiozeroを使ってMCP3002に繋いだLM335Zの値を読む。
　何と簡単！
　でも，raw_valueがspidevを使ったときの値より１大きい気がする。

from gpiozero import MCP3002
import time

ch0 = MCP3002()

while True:
    result = ch0.raw_value
    print("{0} {1}℃".format(result, result * ch0.max_voltage /1023 * 100 - 273.15))
    time.sleep(1)

>>> %Run MCP3002_LM335Z_gpiozero.py

935 28.462903225806485℃
935 28.462903225806485℃
934 28.140322580645147℃
935 28.462903225806485℃
935 28.462903225806485℃
935 28.462903225806485℃
935 28.462903225806485℃

17:00

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