中级
30 分钟

使用 VCNL36687S 和 ATmega328P 充分发挥接近检测的潜力

接近感应:您的个人数字安全

Proximity 8 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

Proximity 8 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

探索接近检测的未知领域,见证其如何塑造技术格局。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Proximity 8 Click基于VCNL36687S,这是一款集成了VCSEL的接近传感器,具有Vishay的I2C接口。这是一款面向便携、移动和物联网应用的接近传感器,适用于需要近距离检测的场景。例如,在操作员接近时激活显示屏。传感器本身具有先进的模拟和数字前端电路,使其易于使用:通过I2C的单次操作即可设置触发接近检测。其余时间将处于待机模式,从而节省功耗。VCNL36687S具有12位ADC,因此输出数据为12位格式。有两个寄存器用于保存输出结果。除了四个最高有效位(MSB),PS数据输出高字节寄存器还包含一个位,指示设备进入阳光保护模式。通过写入一组CONFIG寄存器,可以配置VCNL36687S的操作。有四个配置寄存器,用于设置PS采样周期、中

断持久值、智能持久性、中断、工作模式等。VCNL36687S数据手册中给出了所有寄存器及其功能的详细列表。然而,Proximity 8 Click支持兼容mikroSDK的库,其中包含一组用于简化和加速开发的函数。有两对阈值寄存器,用于在测量值超过其设定值时触发中断。这些寄存器包含两个12位值,表示检测窗口的边界。每次超过其中一个值时,将生成中断,INT引脚将被置为低电平。中断标志位指示引发中断的条件。可以设置中断持久性,防止误触发:只有在连续多次测量值超过任一阈值后,INT引脚才会被置为低电平。该引脚连接到mikroBUS™ INT引脚,并由电阻上拉。VCNL36687S传感器的另一个特点是逻辑输出模式:物体的近距离将触发中断(INT引脚上的逻辑低电平)。

当物体移开时,INT引脚将取消置位(INT引脚上的逻辑高电平)。此模式与其他模式的区别在于,用户不必读取状态位来清除中断并取消INT引脚的置位。它将由高/低阈值自动控制。为了提高检测的可靠性,VCNL36687S采用了智能消除方案。它使用存储在寄存器中的值从输出测量中减去,从而减少串扰现象。阳光模式允许设备即使在阳光下暴露时也能使用。VCNL36687S由1.8V供电,因此需要使用电压调节器IC。VCNL36687S的逻辑部分允许其直接在3.3V下运行,因此如果Click board™与使用3.3V逻辑电平的MCU一起使用,则无需进行逻辑电平转换。然而,如果由使用5V逻辑电平的MCU运行,则需要进行适当的逻辑电平电压转换。

Proximity 8 Click top side image
Proximity 8 Click bottom side 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

NC
NC
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC5
SCL
I2C Data
PC4
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Proximity 8 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
Arduino UNO Rev3 Access MB 1 - upright/background 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

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Proximity 8 Click驱动程序的 API。

关键功能:

  • proximity8_generic_read - 此函数从所需寄存器读取数据

  • proximity8_generic_write - 此函数将数据写入所需寄存器

  • proximity8_get_interrupt_state - 此函数返回中断状态

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 Proximity8 Click example
 * 
 * # Description
 * This application enables usage of the proximity sensor
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization Driver init, test comunication and configuration chip for measurement
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads Proximity data and this data logs to the USBUART every 1500ms.
 * 
 * *note:* 
 * The reading value and proximity of the data depend on the configuration.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "proximity8.h"

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

static proximity8_t proximity8;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    proximity8_cfg_t cfg;
    uint16_t tmp;
    uint16_t w_temp;

    /** 
     * 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.

    proximity8_cfg_setup( &cfg );
    PROXIMITY8_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    proximity8_init( &proximity8, &cfg );

    //Test Communication
    
    proximity8_generic_read( &proximity8, PROXIMITY8_REG_DEVICE_ID, &tmp );

    if ( tmp == PROXIMITY8_DEVICE_ID )
    {
        log_printf( &logger, "---- Comunication OK!!! ----\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "---- Comunication ERROR!!! ----\r\n" );
        for ( ; ; );
    }

    proximity8_default_cfg( &proximity8 );

    log_printf( &logger, "---- Start measurement ----\r\n" );
}

void application_task ( void )
{
   uint16_t proximity;
   
   proximity8_generic_read( &proximity8, PROXIMITY8_REG_PROX_DATA, &proximity );
   proximity = ( proximity & 0x7FFF );

   log_printf( &logger, " Proximity data: %d\r\n", proximity );
   
   log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
   Delay_ms ( 1000 );
   Delay_ms ( 500 );
}

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

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。