Bu projenin amacı nedir?
Bu projenin amacı, çeşitli ortamlarda ışık yoğunluğunu ölçmek ve incelemek için TSL2572 ortam ışığı sensörünü bir Arduino ile arayüzlemektir. Sensör ortam ışığı seviyelerini algılayabilir ve kesin lüks değerleri sağlayabilir, bu da onu otomatik aydınlatma kontrolü, ekran parlaklığı ayarlamaları ve çevresel izleme gibi uygulamalar için ideal hale getirir. Kullanıcılar, ışık seviyelerini anlık olarak okuyup değişen ışık koşullarına uyum sağlayan, enerji verimliliğini ve kullanılabilirliği artıran sistemler geliştirebilir.
Bu eğitimde neler öğreneceğiz?
- TSL2572 sensörünü Arduino’ya bağlamak ve I2C haberleşmesini sağlamak .
- Kusursuz entegrasyon için mevcut bir kütüphaneden yararlanıp, I2C veri işleme konusundaki anlayışınızı geliştirmek .
- TSL2572’yi kullanarak ortam ışık seviyelerini lüks cinsinden okuyup, verileri gerçek dünya uygulamaları için yorumlamak .
- Otomatik aydınlatma ve çevresel izleme için sensör tabanlı projeleri uygulayıp , ışık yoğunluğu ölçümlerine dayalı duyarlı sistemler oluşturmak için pratik beceriler geliştirmek .
Bu uygulamalı kılavuz, Arduino ile sensör entegrasyonu ve anlık olarak veri izleme konusunda değerli bilgiler sağlar .
Bu projeye başlamak için neye ihtiyacımız var?
bu projeyi gerçekleştirmek için bazı donanım ve yazılımlara ihtiyacımız var. Bu donanım ve yazılımların başlıkları aşağıdaki tabloda sizlere sunulmuştur ve her birinin üzerine tıklayarak hazırlayabilir/indirebilir ve başlamaya hazırlanabilirsiniz.
| GEREKLİ DONANIM | GEREKLİ YAZILIM |
|---|---|
| Arduino Programmer | Arduino IDE – (Nasıl kurulur ?) |
| Arduino Development Board- ( Arduino UNO ) | |
| Gebra TSL2572 Ortam Işık Lux Modülü |
GebraMS sizin kolaylığınız için çoğu arduino projesi için özel kütüphaneler hazırlamış
GebraMS’in hazırladığı kütüphanesini indirip Arduino IDE’nize eklemeniz gerekecek. (Gebra kütüphaneleri Arduino’ya nasıl eklenir)
Öncelikle aşağıdaki görselde görüldüğü gibi Gebra TSL2572 modülümüzü Arduino UNO’ya şu şekilde bağlıyoruz:
Daha sonra GebraBit TSL2572 kütüphanesini indirip Arduino IDE’nize ekleyin.
TSL25721 kütüphanesi ve sürücüsü
Gebra, çeşitli sensör ve IC’lerin modüler tasarımının yanı sıra, kullanıcıların yazılım kurma ve geliştirme kolaylığı için C dilinde çeşitli yapılandırılmış ve donanımdan bağımsız kütüphaneler sunmaya çalışmaktadır.
Bunun için kullanıcılar her bir Gebra modülünü hazırladıktan sonra, istedikleri modülün “tutorial” bölümüne başvurarak, içerisinde “.h” ve “.c” dosyalarının (Header ve Source) ve “Gebra STM32F303”, “Gebra ATMEGA32A” veya “Arduino” geliştirme kartları için örnek eğitim programının bulunduğu özel kütüphaneyi indirebilirler.
Kütüphanedeki tüm tanımlanmış fonksiyonlar ve yapılar tüm ayrıntılarıyla yorumlanmıştır ve fonksiyonların argümanlarında alınan tüm parametreler ve dönüş değerleri kısaca açıklanmıştır. Kütüphaneler donanımdan bağımsız olduğundan, kullanıcı kütüphaneyi favori derleyicilerinden herhangi birine kolayca ekleyebilir ve istediği mikrodenetleyici ve geliştirme kartıyla geliştirebilir.
Gebra_TSL25721.h başlık dosyası
Bu dosyada, sensör veya IC’nin veri sayfasına dayanarak, tüm adres kayıtları, her kaydın değerleri “Numaralandırma” biçiminde tanımlanır. Ayrıca, TSL25721 sensörünün kasası ve TSL25721 sensörünün her bir dahili bloğuyla ilgili yapılandırmalar, Gebra_TSL25721 adlı bir “STRUCT” biçiminde tanımlanır. Son olarak, Hata Ayıklama Oturumu ortamında, her blokla ilgili tüm yapılandırmalar gerçek zamanlı olarak görülebilir.
USER REGISTER MAP
The registry map or sensor commands are defined in this section:
/************************************************
* USER REGISTER MAP *
***********************************************/
#define TSL25721_ADDRESS 0x39
#define TSL25721_ENABLE 0x00
#define TSL25721_ATIME 0x01
#define TSL25721_WTIME 0x03
#define TSL25721_AILTL 0x04
#define TSL25721_AILTH 0x05
#define TSL25721_AIHTL 0x06
#define TSL25721_AIHTH 0x07
#define TSL25721_PERS 0x0C
#define TSL25721_CONFIG 0x0D
#define TSL25721_CONTROL 0x0F
#define TSL25721_ID 0x12
#define TSL25721_STATUS 0x13
#define TSL25721_C0DATA 0x14
#define TSL25721_C0DATAH 0x15
#define TSL25721_C1DATA 0x16
#define TSL25721_C1DATAH 0x17
#define TSL25721_ALS_INTERRUPT_CLEAR 0xE6
#define GLASS_ATTENUATION 1.0f // 1 because in open air
/*----------------------------------------------*
* USER REGISTER MAP End *
*----------------------------------------------*/TSL25721_Ability Enum
This enum is used to activate and deactivate different parts of the sensor:
typedef enum ALS_Mode
{
STANDBY = 0 ,
ACTIVE
}LTR303ALS_ALS_Mode;TSL25721_Reset_Status Enum
By using this enum, the sensor reset status is determined:
typedef enum
{
FAILED = 0 ,
DONE
}TSL25721 _Reset_Status;TSL25721_ALS_Mode Enum
Using this enum, the working mode of the sensor is selected:
1. typedef enum ALS_Mode
2. {
3. STANDBY = 0 ,
4. ACTIVE
5. }TSL25721_ALS_Mode;
6.TSL25721_ALS_Gain Enum
The values of this enum are used to set the sensor gain:
1. typedef enum ALS_Gain
2. {
3. ALS_GAIN_1X = 0 ,
4. ALS_GAIN_8X = 1 ,
5. ALS_GAIN_16X = 2 ,
6. ALS_GAIN_120X = 3
7. } TSL25721_ALS_Gain;
8.TSL25721_ Integration_Time Enum
The values of this enum are used to select the values of sensor data Integration time:
1. typedef enum Integration_Time
2. {
3. _2P73_mS_INTEGRATION_TIME = 0xFF ,
4. _27P3_mS_INTEGRATION_TIME = 0xF6 ,
5. _101_mS_INTEGRATION_TIME = 0xDB ,
6. _175_mS_INTEGRATION_TIME = 0xC0 ,
7. _699_mS_INTEGRATION_TIME = 0x00
8. } TSL25721_Integration_Time;
9.TSL25721_ Measurement_Rate Enum
The measurement rate of sensor data values determined by this enum values:
1. typedef enum Measurement_Rate
2. {
4. ALS_MEASRATE_50_mS ,
5. ALS_MEASRATE_100_mS ,
6. ALS_MEASRATE_200_mS ,
7. ALS_MEASRATE_500_mS ,
8. ALS_MEASRATE_1000_mS,
9. ALS_MEASRATE_2000_mS,
10. } TSL25721 _Measurement_Rate;
11.TSL25721_ Data_Status Enum
The values of this enum determine whether the read data is new or old values:
typedef enum Data_Status
{
OLD_DATA = 0 ,
NEW_DATA
}TSL25721 _Data_Status;TSL25721_ Interrupt_Status Enum
The values of this enum are used to inform about the interruption in the sensor:
1. typedef enum Interrupt_Status
2. {
3. INTERRUPT_INACTIVE = 0 ,
4. INTERRUPT_ACTIVE
5. }TSL25721_Interrupt_Status;
6.TSL25721_Data_Valid Enum
The correctness of the sensor data is determined using the values of this enum:
1. typedef enum Data_Valid
2. {
3. DATA_IS_INVALID = 0 ,
4. DATA_IS_VALID
5. }TSL25721_Data_Valid;
6.TSL25721_Interrupt_Persist Enum
Using this enum, it is determined after how many repetitions of a mode, the interrupt should occur:
1. typedef enum Interrupt_Persist
2. {
3. EVERY_ALS_CYCLE,
4. CONSECUTIVE_1_ALS_VALUE_OUT_OF_THR_RANGE,
5. CONSECUTIVE_2_ALS_VALUE_OUT_OF_THR_RANGE,
6. CONSECUTIVE_3_ALS_VALUE_OUT_OF_THR_RANGE,
7. CONSECUTIVE_5_ALS_VALUE_OUT_OF_THR_RANGE,
8. CONSECUTIVE_10_ALS_VALUE_OUT_OF_THR_RANGE,
9. CONSECUTIVE_15_ALS_VALUE_OUT_OF_THR_RANGE,
10. CONSECUTIVE_20_ALS_VALUE_OUT_OF_THR_RANGE,
11. CONSECUTIVE_25_ALS_VALUE_OUT_OF_THR_RANGE,
12. CONSECUTIVE_30_ALS_VALUE_OUT_OF_THR_RANGE,
13. CONSECUTIVE_35_ALS_VALUE_OUT_OF_THR_RANGE,
14. CONSECUTIVE_40_ALS_VALUE_OUT_OF_THR_RANGE,
15. CONSECUTIVE_45_ALS_VALUE_OUT_OF_THR_RANGE,
16. CONSECUTIVE_50_ALS_VALUE_OUT_OF_THR_RANGE,
17. CONSECUTIVE_55_ALS_VALUE_OUT_OF_THR_RANGE,
18. CONSECUTIVE_60_ALS_VALUE_OUT_OF_THR_RANGE,
19. } TSL25721_Interrupt_Persistence;
20.TSL25721 struct
All sensor properties, calibration coefficients and sensor data are defined in this “struct” and All the information and configuration implemented on the sensor are stored in this “structure” and you can see the changes in each part of the sensor in the “Debug Session” environment.
1. typedef struct TSL25721
2. {
3. uint8_t Register_Cache;
4. uint8_t PART_ID;
5. TSL25721_Ability ALS;
6. TSL25721_Ability OSCILLATOR;
7. TSL25721_Ability WAIT_TIMER;
8. TSL25721_Ability WAIT_LONG_12X;
9. float WAIT_TIME_mS;
10. uint8_t WAIT_TIME;
11. float WAIT_TIME_STEP;
12. TSL25721_Ability INTERRUPT;
13. TSL25721_Ability SLEEP_AFTER_INTERRUPT;
14. float INTEGRATION_TIME_mS;
15. uint8_t INTEGRATION_TIME;
16. float INTEGRATION_TIME_STEP;
17. TSL25721_Ability ALS_GAIN_0P16_SCALE;
18. TSL25721_ALS_Gain ALS_GAIN;
19. float ALS_GAIN_VALUE;
20. uint8_t STATUS_VALUE;
21. TSL25721_Interrupt_Status INTERRRUPT_STATUS;
22. TSL25721_Data_Valid DATA;
23. TSL25721_Interrupt_Persistence INTERRUPT_PERSISTENCE;
24. uint16_t INTERRUPT_LOW_THRESHOLD;
25. uint16_t INTERRUPT_HIGH_THRESHOLD;
26. uint8_t ADC_DATA[ADC_DATA_BUFFER_SIZE];
27. uint16_t ALS_DATA_CH0;//Reference to uint16_t where visible+IR data will be stored
28. uint16_t ALS_DATA_CH1;//Reference to uint16_t where IR-only data will be stored
29. float COUNTER_PER_LUX;
30. double ALS_LUX;
31. }GebraBit_TSL25721;
32.Declaration of functions
At the end of this file, all the functions for reading and writing in TSL25721 registers, sensor configuration and receiving data from the sensor are declared:
1. extern void GB_TSL25721_Read_Reg_Data(uint8_t regAddr, uint8_t *data) ;
2. extern void GB_TSL25721_Burst_Read(uint8_t regAddr, uint8_t *data, uint16_t byteQuantity);
3. extern void GB_TSL25721_Read_Reg_Bits (uint8_t regAddr, uint8_t start_bit, uint8_t len, uint8_t* data);
4. extern void GB_TSL25721_Write_Command( uint8_t cmd);
5. extern void GB_TSL25721_Write_Reg_Data(uint8_t regAddr, uint8_t data) ;
6. extern void GB_TSL25721_Burst_Write(uint8_t regAddr, uint8_t *data, uint16_t byteQuantity) ;
7. extern void GB_TSL25721_Write_Reg_Bits(uint8_t regAddr, uint8_t start_bit, uint8_t len, uint8_t data);
8. /********************************************************
9. * Declare TSL25721 Configuration Functions *
10. ********************************************************/
11. extern void GB_TSL25721_Internal_Oscillator ( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 , TSL25721_Ability osc ) ;
12. extern void GB_TSL25721_ALS ( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 , TSL25721_Ability als ) ;
13. extern void GB_TSL25721_Interrupt ( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 , TSL25721_Ability intr ) ;
14. extern void GB_TSL25721_Clear_Interrupt ( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 ) ;
15. extern void GB_TSL25721_Sleep_After_Interrupt ( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 , TSL25721_Ability intafs ) ;
16. extern void GB_TSL25721_Wait_Timer ( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 , TSL25721_Ability timer ) ;
17. extern void GB_TSL25721_Integration_Time (GebraBit_TSL25721 * TSL25721 ,float time ) ;
18. extern void GB_TSL25721_Wait_Long_12x ( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 , TSL25721_Ability wlong ) ;
19. extern void GB_TSL25721_Check_Wait_Long_12x ( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 ) ;
20. extern void GB_TSL25721_Set_Wait_Time ( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 , float wait );
21. extern void GB_TSL25721_ALS_Gain_0p16_Scale ( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 , TSL25721_Ability scale ) ;
22. extern void GB_TSL25721_Check_ALS_Gain_0p16_Scale( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 ) ;
23. extern void GB_TSL25721_ALS_Gain ( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 , TSL25721_ALS_Gain gain );
24. extern void GB_TSL25721_Read_Part_ID ( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 );
25. extern void GB_TSL25721_Read_STATUS ( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 ) ;
26. extern void GB_TSL25721_Interrupt_Persistence ( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 , TSL25721_Interrupt_Persistence persist ) ;
27. extern void GB_TSL25721_Interrupt_Upper_Limitation ( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 , uint16_t limit );
28. extern void GB_TSL25721_Interrupt_Lower_Limitation ( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 , uint16_t limit ) ;
29. extern void GB_TSL25721_initialize( GebraBit_TSL25721 * TSL25721 ) ;
30. extern void GB_TSL25721_Configuration(GebraBit_TSL25721 * TSL25721) ;
31. extern void GB_TSL25721_Read_CH0_CH1_Raw_Data(GebraBit_TSL25721 * TSL25721);
32. extern void GB_TSL25721_Lux_Reading(GebraBit_TSL25721 * TSL25721);
33. extern void GB_TSL25721_Get_Data(GebraBit_TSL25721 * TSL25721);
34.Gebra_TSL25721.c kaynak dosyası
C dilinde yazılmış olan bu dosyada, tüm fonksiyonlar en ince ayrıntısına kadar yorum satırına alınmış ve fonksiyonların argümanlarında alınan tüm parametreler ve bunların döndürdüğü değerler açıkça açıklanmıştır, bu nedenle sadece açıklamalarla yetiniyoruz ve kullanıcıları daha fazla bilgi için doğrudan bu dosyaya bakmaya davet ediyoruz.
Arduino’da örnek program
Modülü Arduino’ya bağladıktan ve kütüphaneyi IDE’ye ekledikten sonra şu yola gidin: Dosya > Örnekler > GebraBit_TSL2572 > Luminosity
Örnek dosyanın açıklaması
Gebra TSL25721 modülü tarafından gerekli olan enum’lar ve işlevler yapılara eklendi. Bir sonraki bölümde, Gebra_TSL25721 yapı tipinin TSL25721_Module adlı bir değişkeni (bu yapı Gebra_TSL25721 başlığındadır ve Gebra_TSL25721 kütüphane açıklama bölümünde açıklanmıştır) Gebra TSL25721 modülünün yapılandırması için tanımlanmıştır:
GebraBit_TSL25721 TSL25721;Yazılı kodun bir sonraki kısmında, GB_TSL25721_initialize (&TSL25721 _Module) ve GB_TSL25721_Configuration (&TSL25721_Module) fonksiyonlarını kullanarak Gebra TSL25721 modülünü ayarlıyoruz ve son olarak programın while kısmında sensörden veriler okunarak ALS ve CLEAR değerleri sürekli olarak alınıyor:
void setup() {
Wire.begin(); // Initialize the I2C bus
Serial.begin(9600); // Initialize serial communication for debugging
GB_TSL25721_initialize(&TSL25721); // Initialize the TSL25721 sensor
GB_TSL25721_Configuration(&TSL25721); // Configure the TSL25721 sensor
}
void loop() {
GB_TSL25721_Get_Data(&TSL25721); // Read data from the sensor
Serial.print("luminosity: ");
Serial.print(TSL25721.ALS_LUX);
Serial.println(" lx");
delay(2000); // Delay between readings
}The Sample file code text:
#include "GebraBit_TSL25721.h"
GebraBit_TSL25721 TSL25721;
void setup() {
Wire.begin(); // Initialize the I2C bus
Serial.begin(9600); // Initialize serial communication for debugging
GB_TSL25721_initialize(&TSL25721); // Initialize the TSL25721 sensor
GB_TSL25721_Configuration(&TSL25721); // Configure the TSL25721 sensor
}
void loop() {
GB_TSL25721_Get_Data(&TSL25721); // Read data from the sensor
Serial.print("luminosity: ");
Serial.print(TSL25721.ALS_LUX);
Serial.println(" lx");
delay(2000); // Delay between readings
}Arduino’nuzu bilgisayara bağlayın ve Arduino Kartınızı seçin
Ardından Örnek kodu doğrulayın ve yükleyin
Kodu yükledikten sonra seri monitörünü açın ve parlaklık değerlerini görebilirsiniz.
