Măsurarea intensității luminii utilizând BH1715 și Raspberry Pi: 5 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Ieri am lucrat la afișaje LCD și, în timp ce lucram peste ele, am realizat importanța calculului intensității luminii. Intensitatea luminii nu este importantă doar în domeniul fizic al acestei lumi, ci are și rolul său bine spus în domeniul biologic. Estimarea exactă a intensității luminii joacă un rol esențial în ecosistemul nostru, în creșterea plantelor etc. Așadar, pentru a îndeplini acest scop, am studiat acest senzor BH1715, care este un senzor de lumină ambientală de ieșire serială de 16 biți.

În acest tutorial, vom demonstra funcționarea BH1715 cu Raspberry pi, folosind Java ca limbaj de programare.

Hardware-ul de care veți avea nevoie în acest scop sunt următoarele:

1. BH1715 - Senzor de lumină ambientală

2. Raspberryy Pi

3. Cablu I2C

4. Scutul I2C pentru Raspberry Pi

5. Cablu Ethernet

Pasul 1: BH1715 Prezentare generală:

În primul rând, am dori să vă familiarizăm cu caracteristicile de bază ale modulului senzor BH1715 și cu protocolul de comunicație pe care funcționează.

BH1715 este un senzor digital de lumină ambientală cu o interfață de magistrală I²C. BH1715 este utilizat în mod obișnuit pentru a obține datele de lumină ambientală pentru reglarea puterii de iluminare a ecranului LCD și a tastaturii pentru dispozitive mobile. Acest dispozitiv oferă o rezoluție de 16 biți și un domeniu de măsurare reglabil, permițând detectarea de la 23 la 100 000 lux.

Protocolul de comunicare pe care funcționează senzorul este I2C. I2C reprezintă circuitul inter-integrat. Este un protocol de comunicare în care comunicația are loc prin intermediul liniilor SDA (date seriale) și SCL (serial clock). Permite conectarea mai multor dispozitive în același timp. Este unul dintre cele mai simple și mai eficiente protocol de comunicare.

Pasul 2: De ce ai nevoie..

Materialele de care avem nevoie pentru îndeplinirea obiectivului nostru includ următoarele componente hardware:

1. BH1715 - Senzor de lumină ambientală

2. Raspberry Pi

3. Cablu I2C

4. Scutul I2C pentru Raspberry Pi

5. Cablu Ethernet

Pasul 3: Conectarea hardware-ului:

Secțiunea de conectare hardware explică practic conexiunile de cablare necesare între senzor și raspberry pi. Asigurarea conexiunilor corecte este necesitatea de bază în timp ce lucrați la orice sistem pentru ieșirea dorită. Deci, conexiunile necesare sunt următoarele:

BH1715 va funcționa pe I2C. Iată exemplul schemei de cablare, care demonstrează cum se conectează fiecare interfață a senzorului.

Out-of-the-box, placa este configurată pentru o interfață I2C, ca atare, vă recomandăm să utilizați această conexiune dacă sunteți altfel agnostic. Nu ai nevoie decât de patru fire!

Sunt necesare doar patru conexiuni Vcc, Gnd, SCL și pinii SDA și acestea sunt conectate cu ajutorul cablului I2C.

Aceste conexiuni sunt prezentate în imaginile de mai sus.

Pasul 4: Măsurarea intensității luminii utilizând codul Java:

Avantajul utilizării raspberry pi este că vă oferă flexibilitatea limbajului de programare în care doriți să programați placa pentru a interfața senzorul cu aceasta. Profitând de acest avantaj al acestei plăci, demonstrăm aici că programează în Java. Codul Java pentru BH1715 poate fi descărcat din comunitatea noastră GitHub care este Dcube Store.

Pe lângă ușurința utilizatorilor, explicăm și codul aici:

Ca prim pas al codării, trebuie să descărcați biblioteca pi4j în cazul java, deoarece această bibliotecă acceptă funcțiile utilizate în cod. Deci, pentru a descărca biblioteca puteți vizita următorul link:

pi4j.com/install.html

Puteți copia codul Java funcțional pentru acest senzor și de aici:

// Distribuit cu o licență de liberă voință.

// Folosiți-l în orice mod doriți, profit sau gratuit, cu condiția să se încadreze în licențele lucrărilor sale asociate.

// BH1715

// Acest cod este conceput pentru a funcționa cu Mini-modulul BH1715_I2CS I2C disponibil de pe ControlEverything.com.

//

import com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

import com.pi4j.io.i2c. I2CDevice;

import com.pi4j.io.i2c. I2CFactory;

import java.io. IOException;

clasa publică BH1715

{

public static main principal (String args ) aruncă Excepție

{

// Creați autobuzul I2C

I2CBus bus = I2CFactory.getInstance (I2CBus. BUS_1);

// Obțineți dispozitivul I2C, adresa IHC BH1715 este 0x23 (35)

I2CDevice device = bus.getDevice (0x23);

// Trimiteți comanda de pornire

device.write ((octet) 0x01);

// Trimiteți o comandă de măsurare continuă

device.write ((octet) 0x10);

Thread.sleep (500);

// Citiți 2 octeți de date

// luminanță msb, luminanță lsb

octet date = octet nou [2];

device.read (date, 0, 2);

// Conversia datelor

luminozitate dublă = ((date [0] & 0xFF) * 256 + (date [1] & 0xFF)) / 1,20;

// Ieșire date pe ecran

System.out.printf ("Lumina luminii ambientale:%.2f lux% n", luminanța);

}

}

Biblioteca care facilitează comunicarea i2c între senzor și placă este pi4j, diversele sale pachete I2CBus, I2CDevice și I2CFactory ajută la stabilirea conexiunii.

import com.pi4j.io.i2c. I2CBus; import com.pi4j.io.i2c. I2CDevice; import com.pi4j.io.i2c. I2CFactory; import java.io. IOException;

Această parte a codului face ca senzorul să funcționeze pentru măsurarea intensității luminii scriind comenzile respective folosind funcția write () și apoi datele sunt citite folosind funcția read ().

device.write ((octet) 0x01); // comanda de pornire

device.write ((octet) 0x10); // comanda de masurare continua

octet date = octet nou [2]; // Citiți 2 octeți de date

device.read (date, 0, 2);

Datele primite de la senzor sunt convertite în formatul adecvat utilizând următoarele:

luminanță dublă = ((date [0] și 0xFF) * 256 + (date [1] și 0xFF)) / 1,20;

Ieșirea este tipărită utilizând funcția System.out.println (), în formatul următor.

System.out.printf ("Lumina luminii ambientale:%.2f lux% n", luminanța);

Ieșirea senzorului este prezentată în imaginea de mai sus.

Pasul 5: Aplicații:

BH1715 este un senzor de lumină ambientală de ieșire digitală care poate fi încorporat în telefonul mobil, TV LCD, NOTE PC etc. Poate fi utilizat și în mașini de joc portabile, aparate foto digitale, camere video digitale, PDA, afișaj LCD și multe alte dispozitive care necesită aplicații eficiente de detectare a luminii.