從 Zero 開始（12）- 使用 PiCommander 即時監測類比資訊

從 Zero 開始（11）- 使用 PiCommander 即時監測溫濕度資訊 << 前情

準備與確認工作

現在準備為PiCommander提供即時監測類比資訊的功能，先確認已經準備好下列項目：

• Raspberry Pi：已經安裝好PiCommander而且可以正確的運作。
• Android App：已經在Android行動電話或模擬裝置，安裝與設定好PiCommander Android App。
• Web App：已經安裝好TomEE與PiCommander Web App。

因為Raspberry Pi的GPIO架構，只能夠處理數位的資訊，所以不能夠直接使用很多輸出類比資訊的零件與設備。不過Raspberry Pi也可以搭配使用數位類比轉換器，例如MCP3008，使用它讀取各種電子零件與設備輸出的類比資訊，轉換成數位資訊後，就可以讓Raspberry Pi的GPIO針腳讀取與使用。

因為數位類比轉換是很常見的應用，所以有很多數位類比轉換器可以選擇。目前在Raspberry Pi最常使用的是MCP3008，製造廠商把很多需要的零件封裝在一起，製作成一個外觀像是IC的零件，很方便使用在各種電子設備、電路板或麵包板上。

MCP3008的規格是8通道10位元（bit）的數位類比轉換器，它可以輸入並轉換八個類比訊號，轉換後的數位資訊是0到1023。應用程式可以使用讀取的數位資訊，根據連接的類比零件或設備換算成實際的資訊，例如電壓值或氣溫。

除了原來的基本零件，你需要另外準備好下列的零件：

• MCP3008，數位類比轉換器
• 光敏電阻

連接類比數位轉換晶片

MCP3008在連接到Raspberry Pi以後，可以連接與讀取八個類比訊號（電壓高低），經由程式可以讀取到0到1023的數值：

依照下面的線路圖連接MCP3008晶片：

類比設備與零件

一般電器設備經常使用旋鈕執行一些調整的工作，例如傳統音響設備的音量調整旋鈕，或是調整照明光線的亮度。這類的功能大部份是採用可變電阻（Variable Resistor、VR）這種零件，它可以經由使用者的調整改變它的電阻值，經常使用在各種電子設備執行需要的調整工作。

類比搖桿是電視遊樂器與大型電玩常見的設備，使用者可以使用它執行上、下、左、右方向的控制，大部份的類比搖桿也具備按鈕的功能，讓使用者按下搖桿執行選擇或確定的功能。下面圖片的左側是類比搖桿模組的外觀，提供一些輸出與輸入的針腳，圖片的右側是接上操作把手的外觀，使用者可以使用把手控制方向，也可以按下把手觸發開關。

有許多價格便宜而且穩定的類比輸出零件，經由MCP3008的轉換，就可以讓Raspberry Pi使用這些零件。例如前面說明的可變電阻與類比搖桿模組。市面上還有其它很多類比輸出的零件，例如接下來要說明的LM35溫度感應器，它是一種電壓變化型的感應器，在提供電源給它以後，溫度的變化會改變它的輸出電壓。下面的圖型是LM35溫度感應器的外觀與針腳的說明：

連接光敏電阻

光敏電阻（photo resistor）經常用在自動夜間照明的小夜燈，光線強弱的
變化或改變它的電阻值，光線越強電阻越大，經過的電壓就會越小，光線越弱電阻越小，經過的電壓就會越大。

電源經過光敏電阻以後，把輸出連接到MCP3008的類比輸入，就可以根據數值的變化知道光線的強弱。依照下面的線路圖連接光敏電阻，輸出訊號連接到MCP3008的0號類比輸入：

類比資訊設定檔

依照下列的步驟執行修改類比資訊設定檔的工作：

1. 如果Raspberry Pi的PiCommander正在運作，先停止應用程式。

2. 在使用PuTTY登入到Raspberry Pi的視窗，執行下列的指令開啟類比資訊設定檔：

   cd ~/PiComFire2/projects/PiComserviceFire
   sudo nano picdevice.txt

3. 畫面顯示類比資訊設定檔預設的內容：

   D00,光敏電阻,false,3,0

4. 設定檔的內容使用的格式為「代碼,名稱,遞增,精確度,通道」：

   • 代碼：識別代號，大寫D後面接著兩個數字編號。
   • 名稱：依照功能設定顯示在畫面的名稱，例如環境亮度或溫度。
   • 遞增：可以設定為true或false。因為光敏電阻在光線越強時，讀取的值越小，光線越弱時，讀取的值越大，光線強弱與讀取的值呈反比，所以設定為false。
   • 精確度：讀取的類比值通常會有浮動，設定為3表示忽略正負3之間的變化。
   • 通道：連接到MCP3008類比輸入的編號，可以設定為0到7。

5. 你可以修改預設的內容，例如把「光敏電阻」修改為「Light」，表示光線強弱。

6. 修改完成以後，依序按下「Ctrl+X」、「Y」與「Enter」鍵，儲存修改後的設定檔案。

7. 執行下列的指令啟動PiCommander應用程式：

   cd ~/PiComFire2/projects/PiComServiceFire
   sudo java -jar PiComServiceFire.jar Firebase專案URL 金鑰檔案名稱

監測類比資訊

啟動PiCommander Android App，登入Firebase以後，選擇「Device」功能，畫面顯示上面加入的光敏電阻資訊，目前的溫、濕度是應用程式自動加入：

啟動PiCommander Web App，選擇「Device」功能，畫面同樣顯示上面加入的光敏電阻資訊，目前的溫、濕度是應用程式自動加入：

下一步

瞭解類比資訊監測的作法以後，接下來會繼續介紹其它類別零件。

後續 >> 從 Zero 開始（13）- 監測更多類比資訊