依靠我们的多光谱光感知解决方案,实现准确、可靠和实时的色彩白色检测,确保色彩质量达到最高标准。
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硬件概览
它是如何工作的?
Spectral 3 Click基于AS7263,这是一个具有电子快门和智能接口的6通道近红外光谱识别器件。这是一个非常先进的多光谱传感器,它包含一个6个光电二极管阵列元素。每个光电元素都通过高斯滤波器进行滤波,这是通过纳米光学沉积干涉滤波器技术实现的,旨在为6个近红外光谱通道提供范围:R = 610nm,S = 680nm,T = 730nm,U = 760nm,V = 810nm和W = 860nm,每个通道的FWHM为20nm。滤波器的特性是用扩散的白光测试和测量的。这项技术确保读数的漂移和温度稳定性最小。应该注意,滤波器的准确性将受到入射角的影响,该角度由集成的光圈和内部微透镜确定,对于AS7263为±20°。光电元素的测量值由16位ADC转换器数字化,并由Spectral_ID引擎处理。除了六种颜色元素的原始值外,引擎还计算了此设备上可用的所有校准值,并将它们输出为32位浮点值。在指定的积分时间(最小为2.8ms)之后,这些值可在各自的寄存器中使用,并可通过由简单的AT命令驱动的智能高级UART接口,或I2C通信协议总线进行访问。甚至温度传感器也可以通过其寄存器访问。可以在AS7263数据手册中找到所有
可用颜色坐标和保存这些值的寄存器的完整列表。传感器数据组织成两个存储区。第一个存储区包含来自S、T、U和V光电二极管的读数,而第二个存储区包含来自R、T、U和W光电二极管的读数。不同的模式允许从每个存储区进行读取,以及这两个存储区之间的组合。还有一个用于一次性读取的模式,当需要进行时间关键或触发式测量时。上面的光电二极管字母代码代表各个波长的通道(通道R、通道S、通道T等)。当选择的存储区模式确定数据准备好由主机读取时,可以触发中断。如果启用了中断(INT = 1),则将INT线拉到LOW逻辑电平,并将控制寄存器的DATA_RDY位设置为1。当读取控制寄存器时,INT线将释放。每当读取测量寄存器时,DATA_RDY位都将被清除。根据所选择的存储区模式完成一个或多个积分周期后,将生成中断。AS7263的INT线被路由到mikroBUS™ INT引脚,并可用于在主机MCU上触发中断。有关存储区读取模式和中断的更多信息,请参阅提供的AS7263数据手册。传感器的RESET线被路由到mikroBUS™ RST引脚。如果将此线拉到LOW电平超过100毫秒,则将复位设备。传感器固件保存
在外部的辅助闪存存储器IC上。用于存储AS7263传感器固件的是AT25SF041,这是一种SPI串行闪存存储器。AT25SF041 IC通过SPI线与传感器通信,这些SPI线在Spectral 3 click上内部路由。AS7263传感器的UART和I2C线路被路由到mikroBUS™相应的UART引脚(RX/TX和SDA/SCL)。要选择将用于驱动传感器IC的接口,需要将三个标记为COM SEL的表面贴装器连接器移动到左侧位置(以启用UART)或右侧位置(以启用I2C)。应该注意,所有表面贴装器连接器都需要同时移动 - 如果其中一些设置为UART,而另一些设置为I2C,则通信可能根本不可能。AS7263传感器上有两个集成的可编程LED驱动器。第一个LED恒流驱动器可编程高达10mA,并可用作状态指示器。在传感器固件编程期间,它也被激活。第二个LED驱动器用于驱动测量表面照明的光源。它可以驱动高亮度LED,电流高达100mA。这两个LED驱动器都可以通过通信接口获得。
功能概述
开发板
PIC32MZ Clicker 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位带有浮点单元的 Microchip PIC32MZ 微控制器,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 mikroProg 连接器,以及一个用于与外部电子设备接口的头部。得益于其紧凑的设计和清晰易识别的丝网标记,它提供了流畅且沉浸式的工作体验,允许在任
何情况下、任何地方都能访问。PIC32MZ Clicker 开 发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 PIC32MZ Clicker 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或通过外部 mikroProg 连接器为 PIC,dsPIC 或 PIC32 编程外,Clicker 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。USB Micro-B 连接可以提供多达 500mA 的电流,这足以操作所有板载和附加模块。所有
mikroBUS™ 本身支持的通信方法都在这块板上,包 括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮以及若干按钮和 LED 指示灯。PIC32MZ Clicker 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持,得益于大量不同的 Click 板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作的许多方面。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
PIC32
MCU 内存 (KB)
1024
硅供应商
Microchip
引脚数
64
RAM (字节)
524288
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
应用程序输出
1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程。

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持
库描述
这个库包含了Spectral 3 Click驱动程序的API。
关键函数:
spectral3_module_reset
- 重置模块spectral3_send_command
- 发送命令spectral3_get_data
- 读取原始X、Y、Z和NIR数据,以及两个特殊的内部寄存器D和C。
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
* \brief Spectral3 Click example
*
* # Description
* This example reads and processes data from Spectral 3 clicks.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and configures the sensor.
*
* ## Application Task
* Reads the values of all 6 channels and parses it to the USB UART each second.
*
* ## Additional Function
* - spectral3_process ( ) - The general process of collecting the sensor responses.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "spectral3.h"
#include "string.h"
#define PROCESS_COUNTER 10
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 200
#define PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE 400
#define SPECTRAL3_CMD_DATA "ATDATA"
#define SPECTRAL3_CMD_AT "AT"
#define SPECTRAL3_CMD_GAIN "ATGAIN=2"
#define SPECTRAL3_CMD_MODE "ATTCSMD=2"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static spectral3_t spectral3;
static log_t logger;
static char current_parser_buf[ PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE ];
// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS
static void spectral3_process ( void )
{
int32_t rsp_size;
uint16_t rsp_cnt = 0;
char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
uint8_t check_buf_cnt;
uint8_t process_cnt = PROCESS_COUNTER;
// Clear parser buffer
memset( current_parser_buf, 0 , PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE );
while( process_cnt != 0 )
{
rsp_size = spectral3_generic_read( &spectral3, &uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
if ( rsp_size > 0 )
{
// Validation of the received data
for ( check_buf_cnt = 0; check_buf_cnt < rsp_size; check_buf_cnt++ )
{
if ( uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] == 0 )
{
uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] = 13;
}
}
// Storages data in parser buffer
rsp_cnt += rsp_size;
if ( rsp_cnt < PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE )
{
strncat( current_parser_buf, uart_rx_buffer, rsp_size );
}
// Clear RX buffer
memset( uart_rx_buffer, 0, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
}
else
{
process_cnt--;
// Process delay
Delay_100ms( );
}
}
}
static void parser_application ( )
{
uint16_t read_data[ 6 ];
spectral3_send_command( &spectral3, SPECTRAL3_CMD_DATA );
spectral3_process( );
spectral3_get_data( current_parser_buf, read_data );
log_printf( &logger, "-- R value: %d \r\n", read_data[ 0 ] );
log_printf( &logger, "-- S value: %d \r\n", read_data[ 1 ] );
log_printf( &logger, "-- T value: %d \r\n", read_data[ 2 ] );
log_printf( &logger, "-- U value: %d \r\n", read_data[ 3 ] );
log_printf( &logger, "-- V value: %d \r\n", read_data[ 4 ] );
log_printf( &logger, "-- W value: %d \r\n", read_data[ 5 ] );
log_printf( &logger, "-----------------\r\n" );
}
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
spectral3_cfg_t cfg;
/**
* 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.
spectral3_cfg_setup( &cfg );
SPECTRAL3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
spectral3_init( &spectral3, &cfg );
spectral3_module_reset( &spectral3 );
Delay_ms ( 500 );
log_printf( &logger, "Configuring the sensor...\r\n" );
spectral3_send_command( &spectral3, SPECTRAL3_CMD_AT );
spectral3_process( );
spectral3_send_command( &spectral3, SPECTRAL3_CMD_GAIN );
spectral3_process( );
spectral3_send_command( &spectral3, SPECTRAL3_CMD_MODE );
spectral3_process( );
log_printf( &logger, "The sensor has been configured!\r\n" );
Delay_ms ( 1000 );
}
void application_task ( void )
{
parser_application( );
}
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
/*!
* \file
* \brief Spectral3 Click example
*
* # Description
* This example reads and processes data from Spectral 3 clicks.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and configures the sensor.
*
* ## Application Task
* Reads the values of all 6 channels and parses it to the USB UART each second.
*
* ## Additional Function
* - spectral3_process ( ) - The general process of collecting the sensor responses.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "spectral3.h"
#include "string.h"
#define PROCESS_COUNTER 10
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 200
#define PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE 400
#define SPECTRAL3_CMD_DATA "ATDATA"
#define SPECTRAL3_CMD_AT "AT"
#define SPECTRAL3_CMD_GAIN "ATGAIN=2"
#define SPECTRAL3_CMD_MODE "ATTCSMD=2"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static spectral3_t spectral3;
static log_t logger;
static char current_parser_buf[ PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE ];
// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS
static void spectral3_process ( void )
{
int32_t rsp_size;
uint16_t rsp_cnt = 0;
char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
uint8_t check_buf_cnt;
uint8_t process_cnt = PROCESS_COUNTER;
// Clear parser buffer
memset( current_parser_buf, 0 , PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE );
while( process_cnt != 0 )
{
rsp_size = spectral3_generic_read( &spectral3, &uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
if ( rsp_size > 0 )
{
// Validation of the received data
for ( check_buf_cnt = 0; check_buf_cnt < rsp_size; check_buf_cnt++ )
{
if ( uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] == 0 )
{
uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] = 13;
}
}
// Storages data in parser buffer
rsp_cnt += rsp_size;
if ( rsp_cnt < PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE )
{
strncat( current_parser_buf, uart_rx_buffer, rsp_size );
}
// Clear RX buffer
memset( uart_rx_buffer, 0, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
}
else
{
process_cnt--;
// Process delay
Delay_100ms( );
}
}
}
static void parser_application ( )
{
uint16_t read_data[ 6 ];
spectral3_send_command( &spectral3, SPECTRAL3_CMD_DATA );
spectral3_process( );
spectral3_get_data( current_parser_buf, read_data );
log_printf( &logger, "-- R value: %d \r\n", read_data[ 0 ] );
log_printf( &logger, "-- S value: %d \r\n", read_data[ 1 ] );
log_printf( &logger, "-- T value: %d \r\n", read_data[ 2 ] );
log_printf( &logger, "-- U value: %d \r\n", read_data[ 3 ] );
log_printf( &logger, "-- V value: %d \r\n", read_data[ 4 ] );
log_printf( &logger, "-- W value: %d \r\n", read_data[ 5 ] );
log_printf( &logger, "-----------------\r\n" );
}
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
spectral3_cfg_t cfg;
/**
* 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.
spectral3_cfg_setup( &cfg );
SPECTRAL3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
spectral3_init( &spectral3, &cfg );
spectral3_module_reset( &spectral3 );
Delay_ms ( 500 );
log_printf( &logger, "Configuring the sensor...\r\n" );
spectral3_send_command( &spectral3, SPECTRAL3_CMD_AT );
spectral3_process( );
spectral3_send_command( &spectral3, SPECTRAL3_CMD_GAIN );
spectral3_process( );
spectral3_send_command( &spectral3, SPECTRAL3_CMD_MODE );
spectral3_process( );
log_printf( &logger, "The sensor has been configured!\r\n" );
Delay_ms ( 1000 );
}
void application_task ( void )
{
parser_application( );
}
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