一、介紹
?? 電位器（Potentiometer）是具有三個引出端、阻值可按某種變化規(guī)律調(diào)節(jié)的電阻元件。電位器通常由電阻體和可移動的電刷組成。當(dāng)電刷沿電阻體移動時，在輸出端即獲得與位移量成一定關(guān)系的電阻值或電壓。
??電位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可視作一可變電阻器，由于它在電路中的作用是獲得與輸入電壓(外加電壓)成一定關(guān)系的輸出電壓，因此稱之為電位器。
二、組件
★Raspberry Pi主板*1
★樹莓派電源*1
★40P軟排線*1
★PCF8591模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊*1
★電位器傳感器模塊*1
★雙色LED燈模塊*1
★雙色LED模塊*1
★面包板*1
★跳線若干
三、實(shí)驗原理
??在本實(shí)驗中，PCF8591用于讀取電位計的模擬值，并將值的大小轉(zhuǎn)化成相應(yīng)大小的模擬電壓值，輸出到LED，來控制LED的亮度，就好像用旋鈕控制臺燈亮度一樣。
??將電位器的引腳SIG（OUT）連接到PCF8591的引腳AIN0。將雙色LED的引腳R或引腳G連接到PCF8591的引腳AOUT。旋轉(zhuǎn)電位器旋鈕，觀察LED的亮度變化。
四、實(shí)驗步驟
??第1步：連接電路。
| 樹莓派 | T型轉(zhuǎn)接板 | PCF8591模塊 |
|---|---|---|
| SDA | SDA | SDA |
| SCL | SCL | SCL |
| 5V | 5V | VCC |
| GND | GND | GND |
| 電位器模塊 | T型轉(zhuǎn)接板 | PCF8591模塊 |
|---|---|---|
| SIG（OUT） | * | AIN0 |
| VCC | 5V | VCC |
| GND | GND | GND |
| 雙色LED模塊 | T型轉(zhuǎn)接板 | PCF8591模塊 |
|---|---|---|
| R | * | AOUT |
| G | * | * |
| GND | GND | GND |
??第2步：PCF8591模塊采用的是I2C（IIC）總線進(jìn)行通信的，但是在樹莓派的鏡像中默認(rèn)是關(guān)閉的，在使用該傳感器的時候，我們必須首先允許IIC總線通信。
??第3步：開始編程。這里先編寫一個PCF8591.py庫文件，后面再編寫一個python程序引入這個庫文件。
??PCF8591.py庫文件就是PCF8591模塊的程序，單獨(dú)編寫是為了便于重用。在這個腳本中，我們使用了一個放大器用于模擬輸入和一個LED燈用于模擬輸出，模擬輸入不能超過3.3V！
??該程序也可以單獨(dú)運(yùn)行，用于測試3個電阻模塊的功能。需用短路帽連接AIN0和INPUT0（電位計模塊），連接AIN1和INPUT1（光敏電阻模塊），以及連接AIN2和INPUT2（熱敏電阻模塊）。
??連接LED燈，AIN0（模擬輸入0）端口用于接收來自電位計模塊的模擬信號，AOUT（模擬輸出）用于將模擬信號輸出到雙色LED模塊，以便改變LED的亮度。
??PCF8591的詳細(xì)內(nèi)容請查看樹莓派基礎(chǔ)實(shí)驗12：PCF8591模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)驗。
#!/usr/bin/env python
#------------------------------------------------------
#
# 您可以使用下面語句將此腳本導(dǎo)入另一個腳本：
# “import PCF8591 as ADC”
#
# ADC.Setup(Address) # 查詢PCF8591的地址：“sudo i2cdetect -y 1”
# i2cdetect is a userspace program to scan an I2C bus for devices.
# It outputs a table with the list of detected devices on the specified bus.
# ADC.read(channal) # Channal范圍從0到3
# ADC.write(Value) # Value范圍從0到255
#
#------------------------------------------------------
#SMBus (System Management Bus,系統(tǒng)管理總線)
import smbus #在程序中導(dǎo)入“smbus”模塊
import time
# for RPI version 1, use "bus = smbus.SMBus(1)"
# 0 代表 /dev/i2c-0， 1 代表 /dev/i2c-1 ,具體看使用的樹莓派那個I2C來決定
bus = smbus.SMBus(1) #創(chuàng)建一個smbus實(shí)例
#在樹莓派上查詢PCF8591的地址：“sudo i2cdetect -y 1”
def setup(Addr):
global address
address = Addr
def read(chn): #channel
if chn == 0:
bus.write_byte(address,0x40) #發(fā)送一個控制字節(jié)到設(shè)備
if chn == 1:
bus.write_byte(address,0x41)
if chn == 2:
bus.write_byte(address,0x42)
if chn == 3:
bus.write_byte(address,0x43)
bus.read_byte(address) # 從設(shè)備讀取單個字節(jié)，而不指定設(shè)備寄存器。
return bus.read_byte(address) #返回某通道輸入的模擬值A(chǔ)/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字值
def write(val):
temp = val # 將字符串值移動到temp
temp = int(temp) # 將字符串改為整數(shù)類型
# print temp to see on terminal else comment out
bus.write_byte_data(address, 0x40, temp)
#寫入字節(jié)數(shù)據(jù)，將數(shù)字值轉(zhuǎn)化成模擬值從AOUT輸出
if __name__ == "__main__":
setup(0x48)
#在樹莓派終端上使用命令“sudo i2cdetect -y 1”，查詢出PCF8591的地址為0x48
while True:
print '電位計 AIN0 = ', read(0) #電位計模擬信號轉(zhuǎn)化的數(shù)字值
print '光敏電阻 AIN1 = ', read(1) #光敏電阻模擬信號轉(zhuǎn)化的數(shù)字
print '熱敏電阻 AIN2 = ', read(2) #熱敏電阻模擬信號轉(zhuǎn)化的數(shù)字值
tmp = read(0)
tmp = tmp*(255-125)/255+125
# 125以下LED不會亮，所以將“0-255”轉(zhuǎn)換為“125-255”，調(diào)節(jié)亮度時燈不會熄滅
write(tmp)
time.sleep(2)
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??第4步：編寫電位器控制程序。轉(zhuǎn)動電位器的軸，你可以看到屏幕上打印的值從0（最?。┳?yōu)?55（最大）。LED燈逐漸變得更亮。
#!/usr/bin/env python
import PCF8591 as ADC
import time
def setup():
ADC.setup(0x48)
def loop():
status = 1
while True:
print 'Value:', ADC.read(0)
#讀取AIN0通道上模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號的值，范圍是0~255
Value = ADC.read(0) #值越大，LED燈越亮
outvalue = map(Value,0,255,120,255)
ADC.write(outvalue)
#為AOUT模擬輸出，寫入數(shù)字信號值（范圍0~255），會轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的模擬電壓輸出
#但是當(dāng)outvalue的值在120以下時，LED燈就基本熄滅了，所以需要map()函數(shù)轉(zhuǎn)換一下
time.sleep(0.2)
def destory():
ADC.write(0)
def map(x,in_min,in_max,out_min,out_max):
#將范圍是0~255的輸入值轉(zhuǎn)化成范圍120~255的輸出值
#這樣轉(zhuǎn)化方式也能提高控制LED亮度的精度
return (x-in_min) * (out_max-out_min) / (in_max - in_min) +out_min
if __name__ == '__main__':
try:
setup()
loop()
except KeyboardInterrupt:
destory()
??
