初学者
10 分钟

使用 VEML6046X00 和 PIC32MZ2048EFM100 实现可靠的颜色与环境光测量

面向高要求应用的高精度汽车级颜色与光线感测解决方案

Color 20 Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 6月 19, 2025

点击板

Color 20 Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

使用汽车级颜色传感器高精度检测可见光与红外光

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Color 20 Click 基于 Vishay Semiconductor 的 VEML6046X00,这是一款高精度的数字颜色传感器,为嵌入式应用带来了先进的色彩感应能力。作为一款符合汽车级 AEC-Q100 标准的传感器,它集成了高精度光电二极管、低噪声放大器以及高分辨率的 16 位模数转换器,能够在各种光照条件下提供可靠且一致的色彩数据。该传感器通过 I2C 接口与主控 MCU 通信,并支持中断功能,可便于系统响应特定光照事件。Color 20 Click 特别适用于汽车应用场景,尤其在需要精确光线与颜色检测的系统中表现出色,如自动调节显示屏背光、信息娱乐系统亮度增强、后视镜调光以及车内照明优化等。此外,它也非常适合用于

抬头显示器(HUD)、颜色识别、相关色温(CCT)测量以及氛围灯控制等场合。VEML6046X00 的峰值 光谱灵敏度分别为:红光 600nm、绿光 550nm、蓝光 470nm 和红外光 820nm,使其在自然光或人工光环境中都能实现准确的 RGBIR 探测。传感器支持从 0 到 176,000 lux 的环境光检测范围,最小分辨率为 0.0053 lux,能够捕捉微小的光线变化,为动态响应系统提供精细输入。Color 20 Click 采用了 MIKROE新推出的 Click Snap 格式,与标准 Click 板不同,该设计允许通过断开 PCB 将主传感器区域独立出来,实现更多灵活的安装方式。Snap 区域还配有专用固定螺孔,方便用户将其牢固地安装在目标位置,并可通过

 Snap 区域的 1–8 号引脚独立访问传感器信号,实现模块化部署。本板通过 I2C 接口进行通信,支持最高 400kHz 的时钟速率,确保与主控设备之间的数据传输快速可靠。除通信引脚外,板上还设有中断(INT)引脚,可在检测到特定光照事件(如高于或低于设定阈值)时唤醒主控 MCU 或触发响应逻辑,从而节省功耗并提高系统效率。Color 20 Click 仅支持 3.3V 逻辑电平,若与其他逻辑电平 MCU 搭配使用,需进行电平转换。该板还配套提供驱动库及示例代码,便于二次开发与功能扩展。

Color 20 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台,特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列(PIC32MZ2048EFM),该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元(FPU)、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器,无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE 

mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能,通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能,使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力,并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中,该框架提供了一个灵活且模块化的接口

来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈(TCP-IP、USB)和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力,使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。

Curiosity PIC32MZ EF double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

RAM (字节)

524288

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
ID COMM
RPD4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
RF13
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RPA14
SCL
I2C Data
RPA15
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Color 20 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity PIC32 MZ EF作为您的开发板开始。

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

软件支持

库描述

Color 20 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。

示例描述
本示例演示了如何使用 Color 20 Click 板读取并显示环境光中红色、绿色、蓝色和红外(IR)光谱的光强数据。

关键功能:

  • color20_cfg_setup - 初始化 Click 配置结构体为默认值。

  • color20_init - 初始化用于此 Click 板的所有必要引脚和外设。

  • color20_default_cfg - 执行 Color 20 Click 板的默认配置流程。

  • color20_get_data - 读取原始红外(IR)数据,并根据原始 RGB 数据计算红、绿、蓝三色的光强(单位为 lux)。

应用初始化
初始化 UART 日志系统并设置 Color 20 Click 驱动,然后应用默认配置,使传感器准备就绪。

应用任务
每隔 200 毫秒读取一次红色、绿色、蓝色光的强度值(以 lux 表示)和红外原始值,并将结果输出至 UART 终端。该循环持续运行,用于实时环境光监测。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Color 20 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the Color 20 Click board by reading
 * and displaying the ambient light levels in the red, green, blue, and infrared (IR) spectrum.
 *
 * The demo application is composed of two sections:
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the logger and the Color 20 Click driver, then applies the default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Reads and displays the red, green, blue (in lux), and IR raw values every 200 ms.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "color20.h"

static color20_t color20;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    color20_cfg_t color20_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    color20_cfg_setup( &color20_cfg );
    COLOR20_MAP_MIKROBUS( color20_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == color20_init( &color20, &color20_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( COLOR20_ERROR == color20_default_cfg ( &color20 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float red = 0;
    float green = 0;
    float blue = 0;
    uint16_t ir_data = 0;
    if ( COLOR20_OK == color20_get_data ( &color20, &red, &green, &blue, &ir_data ) )
    {
        log_printf ( &logger, " Red: %.1f lux\r\n", red );
        log_printf ( &logger, " Green: %.1f lux\r\n", green );
        log_printf ( &logger, " Blue: %.1f lux\r\n", blue );
        log_printf ( &logger, " IR Data: %u\r\n\n", ir_data );
        Delay_ms ( 200 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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