RAK12010 WisBlock Sensor Датчик освещенности VEML7700

Бесконтактный датчик освещённости WisSensor RAK12010 входит в перечень продуктов модульного конструирования WisBlock. Платформа ориентирована на разработку многоцелевых электронных IoT-приложений, совместимых с концепцией быстрой сборки готового решения из набора существующих узлов, с возможностью последующей лёгкой перекомпоновки аппаратной составляющей. Цифровой датчик RAK12010 WisBlock Ambient Light Sensor Module расширяет функциональный арсенал платформы WosBlock высокоточным инструментом измерения степени освещённости в окружающем пространстве. Благодаря множеству популярных технологий беспроводной связи, поддерживаемых платформой WisBlock, информация с датчика может быть передана по радиоканалам LoRa в сетях LoRaWAN, а также в облачные или иные сервисы через соединения WiFi или Bluetooth. Вдобавок, система WisBlock предоставляет способ управления питанием интегрированных в WisBlock-устройство датчиков и сенсоров, позволяющий экономить ресурсы источника электроэнергии, путём их включения на необходимое для сбора данных время. Модульное WisBlock-приложение с датчиком VEML7700 VISHAY может дополнительно комплектоваться иными сенсорами WisSensor, расширяющими перечень обрабатываемой информации.

Модуль WisBlock Sensor RAK12010 укомплектован сверхэкономичным оптическим датчиком ультракомпактных размеров VEML7700 VISHAY определения уровня рассеянного света в окружении. Датчик чувствителен к любым источникам света с электромагнитным излучением в видимом спектре волн, воспринимаемых простым человеческим глазом, включая все типы светодиодов, лампы накаливания, флуоресцентные лампы, галогеновые лампы и дневной свет, а также их комбинацию. Цифровой датчик VEML7700 состоит из фотодиода, малошумящего усилителя сигнала, и аналого-цифрового преобразователя. Способен измерять в самом широком диапазоне освещённости от 0 до 120 тысяч люкс. Встроенный обработчик данных самостоятельно выполняет расчёты уровня освещённости в единицах измерения люкс, формирует итоговые значения в 16-битном формате, освобождая при этом вычислительные ресурсы WisBlock-приложения. Погрешности датчика VEML7700 минимальны, и не превышают 10% относительно выбранной шкалы для всех типов источников кроме галогеновых ламп и ламп накаливания (до 15%), свет которых содержит сильное инфракрасное излучение.

Множественные настройки датчика, объединяющие коэффициенты масштабирования шкалы со временем интеграции, в сочетании с режимами энергосбережения, образуют основу механизма очень плавной балансировки между расходом электроэнергии, временем отклика, и разрешением собираемых данных. Функционал датчика предусматривает генерацию сигнала прерывания, с программируемыми пороговыми значениями. Датчик поддерживает два канала: в нормальном спектре волн 400-750 нм и в расширенном спектре волн 400-1050 нм, захватывающего ближний ИК-диапазон. Оптический сенсор RAK12010 работает в продолжительном режиме с обновлением данных через установленный промежуток времени. Возможен единичный замер уровня освещённости, с принудительным переводом датчика в режим отключенного питания, и его пробуждением для обновления данных. При этом информация о последнем измерении в памяти VEML7700 остаётся доступной для чтения.

Технические характеристики

• Модель: RAK12010 VB WisBlock
• Питание: 3.3 В DC
• Поддерживаемое напряжение: 2.5 ~ 3.6 В DC
• Оптический сенсор: VEML7700 VISHAY, двухканальный
• Диапазон измерения освещённости: 0.0072 ~ 120796 люкс, 24 шкалы
• Спектральная чувствительность
  • канал ALS: 400-750 нм, максимально близок к уровню восприятия человеческим глазом
  • канал White: 400-1050 нм, расширенный спектр для источников с высоким инфракрасным излучением
• Коэффициенты увеличения (КУ): х2, х1, х1/4, х1/8
• Дискретность, мин.: 0.0036 люкс
• Время интеграции (сбора данных): 25 ~ 800 мс, 6 режимов
• Энергосбережение: 4 режима
• Потребление тока в режиме
  • отключенного питания: 0.5 мкА
  • сбора данных: 45 мкА (для КУ х1, t инт 100 мс)
• Температурная компенсация
• Подавления шума мерцания на частотах 100 Гц и 120 Гц
• Погрешность, макс.: ±10 люкс (±15 люкс для галогенных ламп)
• Разрядность данных АЦП: 16 бит
• Генератор прерываний с программируемыми порогами
• Интерфейс: I2C, 10-400 Гц
• Аппаратный адрес: 0х10h, 7-битный 0010000 (бинарный)
• Температура эксплуатации: -25°С ~ 85°С
• Размеры: 10 х 10 мм

Назначение выводов RAK12010 WisBlock Датчик уровня освещённости

Модуль WisSensor RAK12010 оснащён 24-контактным соединительным разъёмом WisConnector, совместимым со слотом Sensor базовой платы WisBlock Base. Интерфейс RAK12010 задействует следующие контакты:

• 3V3_S(IO2*) — напряжение питания +3.3В
• GND — напряжение питания, общий (минусовой)
• I2C_SDA — сигнал данных шины I2C
• I2C_SCL — сигнал тактирования шины I2C

* - cоответствие обозначению контактов ввода-вывода общего назначения (GPIO) процессорного модуля WisCore.

Таблица соответствия шкалы измерения и разрешения VEML7700

Образец монтажа

Модуль RAK12010 WisBlock Ambient Light Sensor разработан для установки в 24-контактный слот WisBlock Sensor Slot, имеющийся в распоряжении любой базовой платы. Дополнительно для работы с датчиком потребуется вычислительный блок с интегрированным программируемым контроллером WisBlock Core. На изображении показан способ крепления RAK12010 к свободному слоту на верхней стороне RAK5005-O. Датчик может быть установлен в любой из четырех имеющихся слотов (A, B, C или D).

На лицевой стороне RAK12010 и прочих модулей WisBlock присутствует шелкографическая метка, указывающая на область приложения механического усилия для безопасного извлечения модуля из разъёма. Эта метка находится рядом с коннектором.

Электрическая принципиальная схема RAK12010 WisSensor

Физические размеры, мм

Техническая документация

1. Спецификация VEML7700 датчик определения уровня рассеянного света в окружении (англ., PDF, Datasheet)
2. Дизайн приложения на основе датчика освещённости VEML7700 VISHAY (англ., PDF)
3. Характеристики коннекторов FBB (.PNG)

Полезные ссылки

1. Репозиторий исходного кода WisBlock на сайте GitHub
2. Краткое руководство пользователя RAK12010
3. Краткое руководство пользователя системы WisBlock
4. Руководство по дизайну индивидуальных сенсорных модулей
5. Пример программирования датчика освещённости RAK12010