初学者
10 分钟

使用TSL2585和PIC32MZ1024EFH064测量环境光强度、检测紫外线辐射并分析闪烁光源

带有紫外线和光闪烁检测的环境光传感解决方案

Light 4 Click with PIC32MZ clicker

已发布 11月 25, 2024

点击板

Light 4 Click

开发板

PIC32MZ clicker

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ1024EFH064

检测环境光、紫外线指数和闪烁情况,精准实现优化亮度控制和环境监测

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Light 4 Click 基于 ams OSRAM 的 TSL2585,这是一款具备紫外线 (UV) 和光闪烁检测功能的环境光传感器。该传感器的独特架构集成了可见光、红外 (IR) 和紫外光 (UV) 光电二极管,能够同时执行多种感应功能。Light 4 Click 的应用包括在光照条件变化下自动调节显示屏亮度、环境监测中的紫外线指数估算,以及为相机提供自动曝光和闪烁检测辅助。凭借其多功能性,该传感器成为消费电子产品、户外应用以及需要精准光线和紫外线感应的相机系统的理想选择。TSL2585 的创新设计确保它能够在任何玻璃类型下持续监控环境光水平。此外,它的闪烁检测功能与环境光感应功能并行运行,利用相同的光电二极管捕获数据,用于计算不同光源的闪烁频率。传感器将这些数

据缓存,供主 MCU 处理和检测光源的闪烁情况。可见光光电二极管配备了优化的滤波器,模拟人眼对可见光的响应,而专用的红外通道则允许对各种光源进行准确的环境光测量和辐射计算。此外,紫外光电二极管还配有带通紫外滤波器,结合可见光和红外通道,可以估算环境紫外线指数。外部 MCU 运行专门的算法后可以进一步处理这些信息,提供实时的紫外线指数读数。该 Click 板使用标准的 2 线 I2C 接口与主 MCU 通信,支持最高 400kHz 的标准模式时钟频率。它还通过 mikroBUS™ 插槽上的 INT 引脚提供中断驱动的事件,当 ALS 结果超过或低于用户配置的阈值时触发。mikroBUS™ 插槽上的 SNC 引脚具有双重功能。它可以用作同步输入,允许传感器与外部事件

或信号对齐其测量,确保在需要精确同步的应用中准确的时间控制和协调。或者,它也可以作为通用开漏输入/输出引脚,提供额外的灵活性,用于根据应用的具体需求进行各种控制或信号任务。TSL2585 不需要特定的上电顺序,但其接口和逻辑部分需要 1.8V 电压才能正常工作。因此,小型稳压器 LDO AP2112 将 3.3V mikroBUS™ 电源轨转换为 1.8V。此 Click 板只能使用 3.3V 逻辑电压级工作,并通过 mikroBUS™ 插槽的 EN 引脚激活,提供电源启用功能。使用不同逻辑电平的 MCU 时,板必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,它配备了一个库,包含易于使用的函数和示例代码,可用作进一步开发的参考。

Light 4 Click hardware overview image

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。

PIC32MZ clicker double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

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

NC
NC
AN
Device Enable
RE5
RST
ID COMM
RG9
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Synchronization / GPIO
RB3
PWM
Interrupt
RB5
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RD10
SCL
I2C Data
RD9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Light 4 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ clicker front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以PIC32MZ clicker作为您的开发板开始。

PIC32MZ clicker front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut 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
Flip&Click PIC32MZ 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

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

该库包含 Light 4 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • light4_write_reg - 此函数通过I2C串行接口将一个字节写入所选寄存器。

  • light4_sw_reset - 此函数用于执行Light 4 Click的软件重置。

  • light4_read_channel_data - 此函数用于从Light 4 Click的所选通道读取数据。

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 Light 4 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Light 4 Click board by measuring 
 * the ambient light level in Lux.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver, performs the Click default configuration 
 * and checking I2C Communication by reading Device ID.
 *
 * ## Application Task
 * Reading channel 0 ambient light level in lux once per 
 * second and displaying it on the UART terminal.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "light4.h"

static light4_t light4;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    light4_cfg_t light4_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.
    light4_cfg_setup( &light4_cfg );
    LIGHT4_MAP_MIKROBUS( light4_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == light4_init( &light4, &light4_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( LIGHT4_ERROR == light4_default_cfg ( &light4 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    uint8_t dev_id = 0;
    light4_read_reg ( &light4, LIGHT4_REG_ID, &dev_id ); 
    if ( LIGHT4_DEVICE_ID == dev_id )
    {
        log_printf( &logger, " Device ID: 0x%.2X \r\n", ( uint16_t ) dev_id );
    }
    else
    {
        log_error( &logger, " Read error." );
        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float channel_data = 0;
    err_t error_flag;

    error_flag = light4_read_channel_data( &light4, LIGHT4_CHANNEL0_SEL, &channel_data );
    if( LIGHT4_OK == error_flag )
    {
        log_printf( &logger, " Data: %.2f Lux \r\n", channel_data );
    }
    else if ( LIGHT4_ANALOG_SAT == error_flag )
    {
        log_error( &logger, " Analog saturation \r\n" );
    }
    
    Delay_ms ( 1000 );
}

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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