Cómo leer entradas analógicas (ADC) en MicroPython

En este tutorial vamos a ver cómo podemos usar los ADC en MicroPython para realizar una entrada analógica con la que leer sensores y otros dispositivos..

A diferencia de las entradas digitales, que solo pueden detectar dos estados (HIGH o LOW) las entradas analógicas nos permiten medir valores continuos, en un rango de tensiones y con una resolución determinados.

La medición se realiza mediante un ADC (Convertidor Analógico-Digital), que transforma la tensión analógica en un valor digital que puede ser procesado por el microcontrolador.

Podemos usar las entradas analógicas para leer sensores que operan mediante señales analógicas, como potenciómetros, sensores de temperatura, sensores de luz, de presión (o cualquier otra magnitud que varía de forma gradual).

Configuración de entradas analógicas

En MicroPython, las entradas analógicas se configuran utilizando la clase ADC del módulo machine (que a estas alturas que conocemos bien).

# Configurar el pin analógico (GPIO 34 en ESP32)
pot = ADC(Pin(34))

Una vez definida la instancia del ACD, podemos usar alguno de sus métodos. Algunos de los habituales son,

Ejemplo práctico

Vamos a verlo en un ejemplo sencillo. El siguiente código muestra como podríamos leer un valor analógico de tensión que tengamos en un pin GPIO36 (corresponde a un ADC1 en el ESP32).

from machine import ADC, Pin

# Configuración del pin ADC
adc = ADC(Pin(36))  # GPIO36 o VP

adc.width(ADC.WIDTH_12BIT)  # Configurar resolución a 12 bits (valor por defecto)
adc.atten(ADC.ATTN_11DB)    # Configurar rango de entrada a 0-3.3V

# Leer el valor analógico
valor = adc.read()  # Leer un valor entre 0 y 4095
print(f"Valor analógico leído: {valor}")

Conversión de valores analógicos a magnitudes físicas

En general, el valor digital obtenido del ADC no es útil por sí mismo. Nos da absolutamente igual su valor, en unidades del ADC 😜.

Lo que necesitamos convertirlo en una magnitud física (como tensión, temperatura, luz, etc). Para ello, es necesario aplicar una fórmula de conversión.

Por ejemplo, supongamos que queremos convertir el valor digital obtenido del ADC en un voltaje real. La fórmula de conversión es la siguiente:

En un ADC de 12 bits con un voltaje de referencia de 3.3V, la fórmula sería:

En código, esto quedaría así,

from machine import ADC, Pin
from time import sleep

# Configurar el pin analógico (GPIO 34 en ESP32)
pot = ADC(Pin(34))

# Configurar el rango de lectura (0-4095 para un ADC de 12 bits)
pot.atten(ADC.ATTN_11DB)  # Rango completo de 0 a 3.3V

while True:
    valor = pot.read()  # Leer el valor analógico
    voltaje = (valor * 3.3) / 4095  # Convertir a voltaje
    print(f"Voltaje: {voltaje:.2f} V")
    sleep(0.5)  # Esperar 0.5 segundos

Que daría esta salida (por ejemplo), que es lo que necesitamos

Voltaje: 1.65 V
Voltaje: 0.82 V
Voltaje: 2.47 V
...

Ejemplos prácticos

def mapear(valor, in_min, in_max, out_min, out_max):
    return (valor - in_min) * (out_max - out_min) // (in_max - in_min) + out_min

# Mapear valor analógico a porcentaje
porcentaje = mapear(valor, 0, 4095, 0, 100)
print(f"Porcentaje: {porcentaje}%")

from machine import ADC, Pin
from time import sleep

# Configurar el pin analógico (GPIO 34 en ESP32)
pot = ADC(Pin(34))

# Configurar el rango de lectura (0-4095 para un ADC de 12 bits)
pot.atten(ADC.ATTN_11DB)  # Rango completo de 0 a 3.3V

while True:
    valor = pot.read()  # Leer el valor analógico
    print(f"Valor del potenciómetro: {valor}")
    sleep(0.5)  # Esperar 0.5 segundos