初学者
10 分钟

使用PD15-22C/TR8和ATmega328P测量特定环境中的环境光亮度

根据周围的光照条件管理和调整照明系统

Light Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

Light Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

一种高速和高灵敏度的光电二极管,专门设计用于检测可见光和红外光谱中的光线。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Light Click基于Everlight Electronics的PD15-22C/TR8,这是一款高速、高灵敏度的PIN光电二极管,有效测量环境光强度。这个Click板™由一个光谱光电二极管、一个可见光和红外发光二极管组成,其光谱范围从400到1100nm,一个放大器电路以及一个ADC来处理模拟或数字形式的输出信号。PD15-22C/TR8具有快速的响应时间和接近人眼响应的优异响应度。它在广泛的温度和电压范围内性能稳定,并

且在各种光源下具有高的光敏度(940nm峰值灵敏度),适合感知当前环境光的强度。正如前文所述,除了通过运算放大器LM358对PD15-22C/TR8的输出进行信号放大外,还可以使用MCP3201将其转换为数字值,MCP3201是一款具有12位分辨率的逐次逼近A/D转换器,由Microchip使用3线SPI兼容接口和 MAX6106设置的参考电压进行转换。除了数字信号处理外,PD15-22C/TR8的输出还可以直接发送到

mikroBUS™插座上标记为AN的模拟引脚。选择可以通过板载SMD跳线标记为OUTPUT来执行,将其放置在标记为AN或ADC的适当位置。这个Click板™可以通过I/O电平跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平。这样,既支持3.3V又支持5V的MCU可以正确地使用通信线路。但是,这个Click板™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

Light Click hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
PC0
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Light Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Board mapper by product8 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
Arduino UNO 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

这个库包含Light Click驱动程序的API。

关键功能:

  • light_write_data - 通用写入数据函数

  • light_read_data - 通用读取数据函数

  • light_calculate_percent - 计算百分比的函数

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 Light Click example
 * 
 * # Description
 * This application return the ambient light intensity.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver enable's - SPI and start write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is a example which demonstrates the use of Light Click board.
 * Measured light intensity and calculate light intensity percent from sensor,
 * results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * All data logs on usb uart for aproximetly every 100 ms when the data value changes.
 * 
 *
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "light.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static light_t light;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    light_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.

    light_cfg_setup( &cfg );
    LIGHT_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    light_init( &light, &cfg );

}

void application_task ( void )
{
    uint16_t light_value;
    uint8_t light_percent;

    light_value = light_read_data( &light );
    light_percent = light_calculate_percent( &light, light_value );
    
    log_printf( &logger, " Light Intensity : %d \r\n", (uint16_t)light_percent );
    log_printf( &logger, " Light Value     : %d\r\n", light_value );
    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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