MCP3008 ADCでRaspberry Piにアナログセンサーを接続 - 配線、SPI設定、サンプルPythonコード

Raspberry Piでアナログ信号を読み取りたい？このガイドではMCP3008 ADCの配線、SPI有効化、必要ライブラリのインストール、基本的なPythonスクリプトでのセンサーデータ取得までを解説します。

ステップ1：MCP3008の配線

• 電源（3.3V） – VDD & VREFをRaspberry Pi 3.3Vピン（赤）に
• グランド – AGND & DGNDをRaspberry Pi GND（黒）に
• SPI接続 –
  • CLK → Piピン23（GPIO11） - オレンジ
  • DOUT → Piピン21（GPIO9） - 黄色
  • DIN → Piピン19（GPIO10） - 青
  • CS → Piピン24（GPIO8） - 紫
• アナログ入力 – センサーの信号線をMCP3008のA0〜A7ピン（チップ左側）のいずれかに接続。V+に3.3V、G-にGNDを使用

チップの半円形ノッチが図と同じ向きになるよう注意。MCP3004の場合もピン配置は同一ですが、アナログ入力が4チャネルのみです。

ステップ2：Raspberry PiでSPIを有効化

1. ターミナルを開き実行：

   sudo raspi-config

2. Advanced Options → SPIに進み有効化
3. 再起動：

   sudo reboot

4. 再起動後、SPIデバイスの存在確認：

   ls /dev/

   spidev0.0とspidev0.1が見えるはず
5. 見えない場合はシステム更新：

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

   最新ファームウェアインストール：

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

I²Cのブラックリスト解除（必要な場合）

I²Cがブラックリスト入りしていてSPIが動かないことがあります。ブラックリストファイルを開く：

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

blacklist i2c-bcm2708を含む行を削除またはコメントアウトし、再起動。

ステップ3：Python SPIライブラリのインストール

1. 前提パッケージインストール：

   sudo apt-get install python-dev git

2. py-spidevリポジトリをクローン：

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

3. ライブラリインストール：

   cd py-spidev
   sudo python setup.py install

ステップ4：サンプルPythonコード

ホームディレクトリにmcp3008.pyを作成：

nano ~/mcp3008.py

以下のスクリプトを貼り付け：

# mcp3008.py
import spidev
import time
# SPIバス0、デバイス0を開く
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)  # チャネル0から読み取り
        print(f"Channel 0: {value}")
        time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
    spi.close()
    print("Program terminated")

実行：

python3 ~/mcp3008.py

生ADC値（0〜1023）が継続的にストリーミングされます。MCP3008データシートに従って電圧やセンサー単位に変換してください。

参考資料

• MCP3008データシート
• Raspberry Piセンサードキュメント