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30 分钟

使用 VEML7700 和 STM32G071RB 通过精确的照明控制提高能效和舒适度

感知光线:环境光技术的新曙光

Ambient 6 Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Ambient 6 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

体验智能生活的未来,我们的环境光传感器提供智能、自动化的照明控制,完美融入您的生活方式。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Ambient 6 Click基于Vishay Semiconductors的VEML7700,这是一款高精度环境光传感器(ALS),具有I2C接口。该传感器利用几种专有技术确保光强度的准确测量,其光谱响应非常接近人眼。通过使用敏感的光电二极管、低噪声放大器和16位A/D转换器(ADC),该传感器可以直接提供数据,无需复杂的计算。环境光传感器的动态范围非常大,从0 lx到约167 klx,最大分辨率仅为0.005 lx/计数。高动态范围以及对不同光源的线性响应,使得该传感器可以放置在深色玻璃或其他半透明材料制成的面板后面。VEML7700传感器只使用了六个16位寄存器,使其非常易于配置和使用。尽管如此,它还配备了兼容mikroSDK的库,进一步简化了开发过程。然而,如果需要,更详

细的每个命令的解释可以在VEML7700的数据手册中找到。通过使用这六个寄存器,用户可以配置Click板和配备的VEML7700传感器,根据应用需求进行微调。所有工作参数,包括灵敏度、积分时间、中断检测、触发中断的持久保护、中断的低高阈值窗口,都可以通过这些寄存器设置。最后,环境光感应(ALS)结果可以在16位寄存器0x04中找到。数据可以使用8位I2C接口以LSB/MSB格式读取或写入。可选择的灵敏度允许ALS测量具有非常宽的动态范围。有两个ALS_SM位,允许灵敏度设置为1/4、1/8、2和1 x ALS标称灵敏度。这提供了四个不同的亮度范围来覆盖每个选定的积分时间(ALS_IT)。例如:最快的积分时间(25ms)会产生最低的分辨率,结合1/8 x 

ALS的灵敏度,它允许测量最高的亮度值。事件检测引擎允许开发优化的固件。尽管VEML7700 IC上没有专用中断引脚,软件仍然可以通过读取两个事件标志位来轮询状态。当任何编程的光阈值被超过编程次数(持久保护)时,将生成中断事件,将此引脚置为低电平。中断引脚连接到mikroBUS™ INT引脚。Click板由mikroSDK库支持,该库包含简化开发的函数。mikroSDK函数有详细的文档,但如果需要,VEML7700的数据手册提供了所有寄存器及其特定功能的列表。此Click板只能在3.3V逻辑电压水平下运行。使用不同逻辑电平的MCU之前,板子必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,它配备了包含函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

Ambient 6 Click top side image
Ambient 6 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G071RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

36864

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 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器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 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
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Ambient 6 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G071RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-64 with STM32XXX MCU Access MB 1 Mini B Conn - 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
Clicker 4 for STM32F4 HA 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Ambient 6 Click驱动程序的 API。

关键功能:

  • ambient6_get_ambient_data - 读取16位环境数据(ALS)的函数

  • ambient6_configuration - 配置设备进行测量的函数

  • ambient6_get_ambient_light - 获取环境光数据的函数

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 Ambient6 Click example
 * 
 * # Description
 * This application measurement ambient light
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver init and default configuration device for measurement
 * 
 * ## Application Task  
 * Read Ambient Light in lux[lx] and this data logs to USBUART every 1sec.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ambient6.h"

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

static ambient6_t ambient6;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    ambient6_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.

    ambient6_cfg_setup( &cfg );
    AMBIENT6_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    ambient6_init( &ambient6, &cfg );
    ambient6_default_cfg( &ambient6 );    
}

void application_task ( )
{
    float ambient_light;
    
    ambient_light = ambient6_get_ambient_light( &ambient6 );
    log_printf( &logger, "Ambient Light: %.2f lx \r\n", ambient_light );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}


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

额外支持

资源

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