Conectar Sensores Analógicos ao Raspberry Pi com MCP3008 – Fiação, Configuração SPI e Código Python

Pronto para ler sinais analógicos com seu Raspberry Pi? Este guia orienta você na fiação de um MCP3008 ADC, habilitação do SPI, instalação das bibliotecas necessárias e execução de um script Python básico para obter dados do sensor.

Passo 1: Fiação do MCP3008

• Alimentação (3,3 V) — VDD e VREF ao pino 3,3 V do Raspberry Pi (vermelho).
• Terra — AGND e DGND ao GND do Raspberry Pi (preto).
• Conexões SPI —
  • CLK → Pino 23 do Pi (GPIO11) — laranja.
  • DOUT → Pino 21 do Pi (GPIO9) — amarelo.
  • DIN → Pino 19 do Pi (GPIO10) — azul.
  • CS → Pino 24 do Pi (GPIO8) — violeta.
• Entradas Analógicas — Conecte o fio de sinal do seu sensor a um dos pinos A0–A7 do MCP3008 (lado esquerdo do chip). Use 3,3 V para V+ e GND para G–.

Certifique-se que o entalhe semicircular do chip esteja na mesma direção mostrada no diagrama. Para um MCP3004 o layout de pinos é idêntico, exceto que o chip tem apenas quatro entradas analógicas.

Passo 2: Habilite SPI no Raspberry Pi

1. Abra um terminal e execute:

   sudo raspi-config

2. Navegue para Advanced Options → SPI e habilite.
3. Reinicie o Pi:

   sudo reboot

4. Após reiniciar, verifique se dispositivos SPI existem:

   ls /dev/

   Você deve ver spidev0.0 e spidev0.1.
5. Se estiverem faltando, atualize seu sistema:

   sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

   então instale o firmware mais recente:

   sudo wget https://goo.gl/1BOfJ -O /usr/bin/rpi-update
   sudo chmod +x /usr/bin/rpi-update
   sudo rpi-update
   sudo reboot

Desbloquear I²C (se necessário)

Às vezes o I²C está na blacklist, impedindo o SPI de funcionar. Abra o arquivo de blacklist:

sudo nano /etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf

Remova ou comente qualquer linha contendo blacklist i2c-bcm2708, então reinicie.

Passo 3: Instale Biblioteca Python SPI

1. Instale pré-requisitos:

   sudo apt-get install python-dev git

2. Clone o repositório py-spidev:

   git clone https://github.com/doceme/py-spidev

3. Instale a biblioteca:

   cd py-spidev
   sudo python setup.py install

Passo 4: Código Python de Exemplo

Crie mcp3008.py no seu diretório home:

nano ~/mcp3008.py

Cole o seguinte script:

# mcp3008.py
import spidev
import time

# Abre barramento SPI 0, dispositivo 0
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)
spi.max_speed_hz = 1350000

def read_channel(channel):
    if channel < 0 or channel > 7:
        return -1
    adc = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
    data = ((adc[1] & 3) << 8) + adc[2]
    return data

try:
    while True:
        value = read_channel(0)  # Lê do canal 0
        print(f"Canal 0: {value}")
        time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
    spi.close()
    print("Programa terminado")

Execute o script com:

python3 ~/mcp3008.py

Você deve ver um fluxo contínuo de valores brutos do ADC (0–1023). Converta estes para tensão ou unidades do sensor usando o datasheet do MCP3008.

Referências

• Datasheet do MCP3008
• Documentação de Sensores do Raspberry Pi