การวัดความเข้มของแสงโดยใช้ BH1715 และ Raspberry Pi: 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

เมื่อวานนี้ เรากำลังทำงานกับจอ LCD และในขณะที่ทำงานบนจอภาพ เราก็ได้ตระหนักถึงความสำคัญของการคำนวณความเข้มของแสง ความเข้มของแสงไม่เพียงแต่มีความสำคัญในขอบเขตทางกายภาพของโลกนี้เท่านั้น แต่ยังมีบทบาทที่กล่าวไว้อย่างดีในโดเมนทางชีววิทยาด้วย การประมาณค่าความเข้มแสงที่แม่นยำมีบทบาทสำคัญในระบบนิเวศของเรา ในการเจริญเติบโตของพืช ฯลฯ ดังนั้นเพื่อจุดประสงค์นี้ เราจึงศึกษาเซ็นเซอร์ BH1715 นี้ ซึ่งเป็นเซ็นเซอร์วัดแสงรอบข้างประเภทเอาต์พุตอนุกรม 16 บิต

ในบทช่วยสอนนี้ เราจะสาธิตการทำงานของ BH1715 กับ Raspberry pi โดยใช้ Java เป็นภาษาการเขียนโปรแกรม

ฮาร์ดแวร์ที่คุณต้องการเพื่อการนี้มีดังนี้:

1. BH1715 - เซ็นเซอร์วัดแสงโดยรอบ

2. ราสเบอร์รี่ปี่

3. สายเคเบิล I2C

4. I2C Shield สำหรับ Raspberry Pi

5. สายเคเบิลอีเธอร์เน็ต

ขั้นตอนที่ 1: BH1715 ภาพรวม:

ก่อนอื่น เราต้องการทำความคุ้นเคยกับคุณสมบัติพื้นฐานของโมดูลเซ็นเซอร์ นั่นคือ BH1715 และโปรโตคอลการสื่อสารที่ใช้งาน

BH1715 เป็นเซนเซอร์วัดแสงโดยรอบแบบดิจิทัลพร้อมอินเทอร์เฟซบัสI²C โดยทั่วไปแล้ว BH1715 จะใช้เพื่อรับข้อมูลแสงแวดล้อมสำหรับการปรับไฟแบ็คไลท์ LCD และแผงปุ่มกดสำหรับอุปกรณ์มือถือ อุปกรณ์นี้มีความละเอียด 16 บิตและช่วงการวัดที่ปรับได้ ทำให้สามารถตรวจจับได้ตั้งแต่.23 ถึง 100, 000 ลักซ์

โปรโตคอลการสื่อสารที่เซ็นเซอร์ทำงานคือ I2C I2C ย่อมาจากวงจรรวม เป็นโปรโตคอลการสื่อสารที่การสื่อสารเกิดขึ้นผ่านสาย SDA (ข้อมูลอนุกรม) และ SCL (นาฬิกาอนุกรม) อนุญาตให้เชื่อมต่ออุปกรณ์หลายเครื่องพร้อมกัน เป็นหนึ่งในโปรโตคอลการสื่อสารที่ง่ายและมีประสิทธิภาพมากที่สุด

ขั้นตอนที่ 2: สิ่งที่คุณต้องการ..!

วัสดุที่เราต้องการเพื่อให้บรรลุเป้าหมายประกอบด้วยส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ต่อไปนี้:

1. BH1715 - เซ็นเซอร์วัดแสงโดยรอบ

2. ราสเบอร์รี่ปี่

3. สายเคเบิล I2C

4. I2C Shield สำหรับ Raspberry Pi

5. สายอีเทอร์เน็ต

ขั้นตอนที่ 3: การเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์:

ส่วนการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์โดยทั่วไปจะอธิบายการเชื่อมต่อสายไฟที่จำเป็นระหว่างเซ็นเซอร์และราสเบอร์รี่ pi ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อถูกต้องเป็นสิ่งจำเป็นพื้นฐานในขณะที่ทำงานกับระบบใด ๆ สำหรับเอาต์พุตที่ต้องการ ดังนั้น การเชื่อมต่อที่จำเป็นมีดังนี้:

BH1715 จะทำงานเหนือ I2C นี่คือตัวอย่างไดอะแกรมการเดินสาย ซึ่งสาธิตวิธีเชื่อมต่อแต่ละอินเทอร์เฟซของเซ็นเซอร์

นอกกรอบ บอร์ดได้รับการกำหนดค่าสำหรับอินเทอร์เฟซ I2C ดังนั้นเราขอแนะนำให้ใช้การเชื่อมต่อนี้หากคุณไม่เชื่อเรื่องพระเจ้า สิ่งที่คุณต้องมีคือสี่สาย!

ต้องใช้พิน Vcc, Gnd, SCL และ SDA เพียงสี่การเชื่อมต่อเท่านั้น และเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิล I2C

การเชื่อมต่อเหล่านี้แสดงให้เห็นในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 4: การวัดความเข้มของแสงโดยใช้โค้ด Java:

ข้อดีของการใช้ raspberry pi คือ ให้ความยืดหยุ่นของภาษาการเขียนโปรแกรมที่คุณต้องการตั้งโปรแกรมบอร์ดเพื่อเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ ใช้ประโยชน์จากข้อได้เปรียบของบอร์ดนี้ เรากำลังสาธิตที่นี่ว่าเป็นการเขียนโปรแกรมในภาษาจาวา สามารถดาวน์โหลดโค้ด Java สำหรับ BH1715 ได้จากชุมชน GitHub ที่ Dcube Store

เพื่อความสะดวกของผู้ใช้ เรากำลังอธิบายรหัสที่นี่ด้วย:

ในขั้นแรกของการเข้ารหัส คุณต้องดาวน์โหลดไลบรารี pi4j ในกรณีของจาวา เนื่องจากไลบรารีนี้รองรับฟังก์ชันที่ใช้ในโค้ด ดังนั้น หากต้องการดาวน์โหลดห้องสมุด คุณสามารถไปที่ลิงก์ต่อไปนี้:

pi4j.com/install.html

คุณสามารถคัดลอกโค้ดจาวาที่ใช้งานได้สำหรับเซ็นเซอร์นี้จากที่นี่ด้วย:

// แจกจ่ายด้วยใบอนุญาตอิสระ

// ใช้มันตามที่คุณต้องการ ไม่ว่าจะมีกำไรหรือฟรี หากเข้ากับใบอนุญาตของงานที่เกี่ยวข้อง

// BH1715

// รหัสนี้ออกแบบมาเพื่อทำงานกับ BH1715_I2CS I2C Mini Module ที่มีจำหน่ายจาก ControlEverything.com

//

นำเข้า com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

นำเข้า com.pi4j.io.i2c. I2CDevice;

นำเข้า com.pi4j.io.i2c. I2CFactory;

นำเข้า java.io. IOException;

คลาสสาธารณะ BH1715

{

โมฆะคงที่สาธารณะหลัก (สตริง args ) พ่นข้อยกเว้น

{

// สร้างบัส I2C

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

// รับอุปกรณ์ I2C ที่อยู่ BH1715 I2C คือ 0x23 (35)

อุปกรณ์ I2CDevice = bus.getDevice(0x23);

// ส่งอำนาจตามคำสั่ง

อุปกรณ์.write((ไบต์)0x01);

// ส่งคำสั่งการวัดต่อเนื่อง

อุปกรณ์.write((ไบต์)0x10);

เธรดการนอนหลับ (500);

// อ่านข้อมูลขนาด 2 ไบต์

// ความสว่าง msb, ความสว่าง lsb

ไบต์ data = ไบต์ใหม่[2];

อุปกรณ์อ่าน (ข้อมูล 0, 2);

// แปลงข้อมูล

ความส่องสว่างสองเท่า = ((ข้อมูล[0] & 0xFF) * 256 + (ข้อมูล[1] & 0xFF)) / 1.20;

// ส่งออกข้อมูลไปที่หน้าจอ

System.out.printf("Ambient Light Luminance: %.2f lux %n", ความสว่าง);

}

}

ห้องสมุดที่อำนวยความสะดวกในการสื่อสาร i2c ระหว่างเซ็นเซอร์และบอร์ดคือ pi4j แพ็คเกจต่างๆ I2CBus, I2CDevice และ I2CFactory ช่วยสร้างการเชื่อมต่อ

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

โค้ดส่วนนี้ทำให้เซ็นเซอร์ทำงานสำหรับการวัดความเข้มของแสงโดยการเขียนคำสั่งที่เกี่ยวข้องโดยใช้ฟังก์ชัน write() จากนั้นข้อมูลจะถูกอ่านโดยใช้ฟังก์ชัน read()

อุปกรณ์.write((ไบต์)0x01); // เปิดคำสั่ง

อุปกรณ์.write((ไบต์)0x10); // คำสั่งการวัดต่อเนื่อง

ไบต์ data = ไบต์ใหม่[2]; // อ่านข้อมูลขนาด 2 ไบต์

อุปกรณ์อ่าน (ข้อมูล 0, 2);

ข้อมูลที่ได้รับจากเซ็นเซอร์จะถูกแปลงเป็นรูปแบบที่เหมาะสมโดยใช้วิธีต่อไปนี้:

ความสว่างสองเท่า = ((ข้อมูล[0] & 0xFF) * 256 + (ข้อมูล[1] & 0xFF)) / 1.20;

เอาต์พุตถูกพิมพ์โดยใช้ฟังก์ชัน System.out.println() ในรูปแบบต่อไปนี้

System.out.printf("Ambient Light Luminance: %.2f lux %n", ความสว่าง);

เอาต์พุตของเซ็นเซอร์แสดงในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 5: การใช้งาน:

BH1715 เป็นเซ็นเซอร์วัดแสงรอบข้างแบบดิจิตอลที่สามารถรวมเข้ากับโทรศัพท์มือถือ, LCD TV, NOTE PC เป็นต้น นอกจากนี้ยังสามารถใช้กับเครื่องเกมพกพา, กล้องดิจิตอล, กล้องวิดีโอดิจิตอล, PDA, จอ LCD และอุปกรณ์อื่น ๆ อีกมากมายที่ต้องการ แอปพลิเคชั่นตรวจจับแสงที่มีประสิทธิภาพ