中级
30 分钟

使用VEML6040和STM32F031K6精确检测和分析颜色

色彩卓越,触手可及

Color 4 Click with Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

已发布 10月 01, 2024

点击板

Color 4 Click

开发板

Nucleo 32 with STM32F031K6 MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F031K6

提高与颜色相关任务的效率和准确性,从设计和制造到诊断及其他领域。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Color 4 Click 基于 Vishay Semiconductors 的 VEML6040,这是一款先进的 RGB/环境光传感器,可提供快速且准确的光谱测量。它采用 Filtron™ 技术,实现了最接近人眼反应的环境光光谱敏感性。VEML6040 能够感应红色、绿色、蓝色和白色光,并使用 CMOS 信号调节电路处理这些信号。该数字 RGBW 信息可用于反馈控制系统等,用于监控和主动控制光源。该 Click board™ 能在多种照明条件下以及通过不同的减光材料(包括深色玻璃)

检测光强度。VEML6040 提供可选择的测量范围,从 515.4lx 到 16.496lx,最高灵敏度为 0.007865lx/步。它对红、绿、蓝光的峰值灵敏度分别为 645nm、575nm 和 460nm。此外,它还提供出色的温度补偿,在温度变化时保持输出稳定。Color 4 Click 使用标准 I2C 2 线接口与 MCU 通信,以读取数据和配置设置,支持时钟频率为 100kHz 的标准模式操作和高达 400kHz 的快速模式。VEML6040 包含一个配置寄存器 (00h) 用于操作控制和参数设置。其

测量结果存储在四个独立的寄存器中,分别用于红、绿、蓝和白,地址从 08h 到 0Bh,每个寄存器宽度为 16 位。该 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,它还配备了包含功能和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

Color 4 Click top side image
Color 4 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

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
PB6
SCL
I2C Data
PB7
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Color 4 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 Color 4 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • color4_set_config - Color 4 设置配置功能

  • color4_get_color_data - Color 4 获取颜色数据功能

  • color4_get_ambient_light - Color 4 获取环境光水平功能

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 Color 4 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for the Color 4 Click driver.
 * This driver provides the functions for the sensor configuration
 * and for reading RGBW and ambient light data from the device.
 * This example displays RGBW data, Ambient light level, CCT data 
 * and the light color names.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of I2C module and log UART.
 * After driver initialization, default settings turn on the device.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the Color 4 Click board™.
 * Reads and displays the results of the RGBW, Ambient light level, 
 * calculate the correlated color temperature. 
 * This example also detects and displays the light color names.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @note
 * Color detection is obtained based on the analysis 
 * of calculate the correlated color temperature (CCT) data
 * and the CIE 1931 chromaticity diagram.
 * For more details please refer to the “Designing the VEML6040 into an Application” 
 * application note (www.vishay.com/doc?84331).
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "color4.h"

#define COLOR4_LIM_WHITE_COLOR        17000
#define COLOR4_LIM_DARK_LUX           15.0
#define COLOR4_CCT_LIM_BLUE_COLOR     9000
#define COLOR4_CCT_LIM_PURPLE_COLOR   7500
#define COLOR4_CCT_LIM_GREEN_COLOR    6000
#define COLOR4_CCT_LIM_YELLOW_COLOR   3500
#define COLOR4_CCT_LIM_ORANGE_COLOR   2200
#define COLOR4_CCT_LIM_PINK_COLOR     1900
#define COLOR4_CCT_LIM_RED_COLOR      700

static color4_t color4;
static log_t logger;
static uint16_t red_data, green_data, blue_data, white_data;
static float ambient_light, cct;

void display_color ( void )
{
    if ( ambient_light < COLOR4_LIM_DARK_LUX )
    {
        log_printf( &logger, " Color DARK\r\n", cct );
    }
    else if ( white_data > COLOR4_LIM_WHITE_COLOR )
    {
        log_printf( &logger, " Color WHITE\r\n", cct );   
    }
    else if ( cct > COLOR4_CCT_LIM_BLUE_COLOR  )
    {
        log_printf( &logger, " Color BLUE\r\n", cct );
    }
    else if ( cct > COLOR4_CCT_LIM_PURPLE_COLOR )
    {
        log_printf( &logger, " Color PURPLE\r\n", cct );
    }
    else if ( cct > COLOR4_CCT_LIM_GREEN_COLOR )
    {
        log_printf( &logger, " Color GREEN\r\n", cct );
    }
    else if ( cct > COLOR4_CCT_LIM_YELLOW_COLOR )
    {
        log_printf( &logger, " Color YELLOW\r\n", cct );
    }
    else if ( cct > COLOR4_CCT_LIM_ORANGE_COLOR )
    {
        log_printf( &logger, " Color ORANGE\r\n", cct );
    }
    else if ( cct > COLOR4_CCT_LIM_PINK_COLOR )
    {
        log_printf( &logger, " Color PINK\r\n", cct );
    }
    else if ( cct > COLOR4_CCT_LIM_RED_COLOR )
    {
        log_printf( &logger, " Color RED\r\n", cct );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, " Color BLUE\r\n", cct );
    }
}

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    color4_cfg_t color4_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.
    color4_cfg_setup( &color4_cfg );
    COLOR4_MAP_MIKROBUS( color4_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == color4_init( &color4, &color4_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }

    if ( COLOR4_ERROR == color4_default_cfg ( &color4 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, " ----------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void ) 
{
    if ( COLOR4_OK == color4_get_color_data( &color4, COLOR4_RED, &red_data ) )
    {
        log_printf( &logger, " Red: %u\r\n", red_data );
    }

    if ( COLOR4_OK == color4_get_color_data( &color4, COLOR4_GREEN, &green_data ) )
    {
        log_printf( &logger, " Green: %u\r\n", green_data );
    }

    if ( COLOR4_OK == color4_get_color_data( &color4, COLOR4_BLUE, &blue_data ) )
    {
        log_printf( &logger, " Blue: %u\r\n", blue_data );
    }

    if ( COLOR4_OK == color4_get_color_data( &color4, COLOR4_WHITE, &white_data ) )
    {
        log_printf( &logger, " White: %u\r\n", white_data );
    }
    log_printf( &logger, " - - - - - - -  - - - - \r\n" );

    if ( COLOR4_OK == color4_get_ambient_light( &color4, &ambient_light ) )
    {
        log_printf( &logger, " ALS lux level: %.2f\r\n", ambient_light );
    }

    if ( COLOR4_OK == color4_get_cct( &color4, &cct ) )
    {
        log_printf( &logger, " CCT: %.2f\r\n", cct );
    }
    log_printf( &logger, " - - - - - - -  - - - - \r\n" );

    display_color( );
    log_printf( &logger, " ----------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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