中级
30 分钟

使用BH1620FVC和STM32F031K6监控并响应光强度的变化

捕捉光景:环境传感器技术的艺术

Ambient 12 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Ambient 12 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

揭示我们环境光强度传感技术在自主系统中的潜力,在物体识别和环境感知中发挥着至关重要的作用。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Ambient 12 Click基于Rohm Semiconductor的BH1620FVC,这是一款模拟电流输出的环境光传感器。BH1620FVC包括光电二极管、放大器和电流镜电路,输出电流与亮度成比例,通过外部电阻将其转换为电压值。它的光谱灵敏度接近于人眼的灵敏度,灵敏度变化低,为+/-15%。它还具有四种可配置的工作模式:关断模式与三种增益模式关联:高增益

模式的照度检测范围为1000lx,中增益模式可达10,000lx,低增益模式可达100,000lx。通过mikroBUS™插座上标有GC1和GC2的CS和PWM引脚选择所需的增益模式。BH1620FVC的输出电压可以使用MCP3221进行数字值转换,这是Microchip的一款12位分辨率的逐次逼近A/D转换器,使用2线I2C兼容接口,或者可以直接发送到mikroBUS™插座上标记为AN的模拟引

脚。选择可以通过标记为A/D SEL的板载SMD跳线器进行,将其放置在标记为AN和ADC的适当位置。此Click board™可以通过VIO SEL跳线器选择3.3V或5V逻辑电压电平操作。这样,既可以使3.3V又可以使5V能力的MCU正确使用通信线。此外,此Click board™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Ambient 12 Click top side image
Ambient 12 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo 32开发板搭载STM32F031K6 MCU,提供了一种经济且灵活的平台,适用于使用32引脚封装的STM32微控制器进行实验。该开发板具有Arduino™ Nano连接性,便于通过专用扩展板进行功能扩展,并且支持mbed,使其能够无缝集成在线资源。板载集成

ST-LINK/V2-1调试器/编程器,支持通过USB重新枚举,提供三种接口:虚拟串口(Virtual Com port)、大容量存储和调试端口。该开发板的电源供应灵活,可通过USB VBUS或外部电源供电。此外,还配备了三个LED指示灯(LD1用于USB通信,LD2用于电源

指示,LD3为用户可控LED)和一个复位按钮。STM32 Nucleo-32开发板支持多种集成开发环境(IDEs),如IAR™、Keil®和基于GCC的IDE(如AC6 SW4STM32),使其成为开发人员的多功能工具。

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

32

RAM (字节)

4096

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-32是扩展您的开发板功能的理想选择,专为STM32 Nucleo-32引脚布局设计。Click Shield for Nucleo-32提供了两个mikroBUS™插座,可以添加来自我们不断增长的Click板™系列中的任何功能。从传感器和WiFi收发器到电机控制和音频放大器,我们应有尽有。Click Shield for Nucleo-32与STM32 Nucleo-32开发板兼容,为用户提供了一种经济且灵活的方式,使用任何STM32微控制器快速创建原型,并尝试各种性能、功耗和功能的组合。STM32 Nucleo-32开发板无需任何独立的探针,因为它集成了ST-LINK/V2-1调试器/编程器,并随附STM32全面的软件HAL库和各种打包的软件示例。这个开发平台为用户提供了一种简便且通用的方式,将STM32 Nucleo-32兼容开发板与他们喜欢的Click板™结合,应用于即将开展的项目中。

Click Shield for Nucleo-32 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Signal
PA0
AN
NC
NC
RST
Gain Control Signal 1
PA4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Gain Control Signal 2
PA8
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB6
SCL
I2C Data
PB7
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Ambient 12 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-144 front image hardware assembly
Nucleo 144 with STM32L4A6ZG MCU front image hardware assembly
Stepper 22 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-32 with STM32 MCU 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
STM32 M4 Clicker HA MCU/Select 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 12 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • ambient12_read_adc_voltage - 此函数通过使用I2C串行接口读取原始的12位ADC数据并将其转换为电压。

  • ambient12_voltage_to_lux - 此函数基于电压输入计算照度(勒克斯)。

  • ambient12_set_gain_mode - 此函数设置增益模式。

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 Ambient 12 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Ambient 12 click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and sets the gain mode to M-Gain which can detect the illuminance of up to 10000 lux.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the ADC voltage and then calculates the illuminance from it.
 * The calculated value of illuminance in lux is being displayed on the USB UART approximately once per second. 
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ambient12.h"

static ambient12_t ambient12;       /**< Ambient 12 Click driver object. */
static log_t logger;                /**< Logger object. */

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;              /**< Logger config object. */
    ambient12_cfg_t ambient12_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 );
    Delay_ms( 100 );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    ambient12_cfg_setup( &ambient12_cfg );
    AMBIENT12_MAP_MIKROBUS( ambient12_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( ADC_ERROR == ambient12_init( &ambient12, &ambient12_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    ambient12_set_gain_mode ( &ambient12, AMBIENT12_MODE_M_GAIN );
    log_printf( &logger, " M-Gain mode selected.\r\n Up to 10000 lux can be measured.\r\n" );
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float voltage = 0;
    
    if ( AMBIENT12_OK == ambient12_read_adc_voltage ( &ambient12, &voltage ) )
    {
        log_printf( &logger, " Illuminance : %ld Lux\r\n\n", ambient12_voltage_to_lux( &ambient12, voltage ) );
    }
    
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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