RAK14008 WisBlock Sensor Датчик распознавания жестов

Датчик обнаружения жестов RAK14008 WisBlock WisBlock Gesture Sensor принадлежит к серии продуктов модульного конструирования цифровой программируемой платформы WisBlock, ориентированной на создание быстрособираемых систем сверхкомпактного электронного оборудования с низким энергопотреблением, обладающих возможностью последующей модернизации с применением метода произвольного реконфигурирования аппаратной или программной части. Платформа WisBlock уверенно демонстрирует себя надёжной и одновременно низкозатратной опорой для лёгкого, быстрого, и качественного решения множества задач в области развития и интеграции современных IoT-технологий.

Поддерживаемая разработчиками и мировым сообществом, платформа имеет внушительный спектр функциональности, и прекрасно подходит для воспроизводства различных устройств от единичного количества до серийных масштабов. Модульная система WisBlock охватывает популярные стандарты беспроводной радиопередачи на короткие и длинные расстояния, а также всецело совместима с облачными технологиями. Полностью открытая для изучения, платформа WisBlock предоставляет возможности проектирования и встраивания индивидуальных модулей. Среди прочих выгодных достоинств, платформа WisBlock располагает управляемой системой питания, определяющей наиболее эффективное расходование энергоресурсов автономных приложений. Модульная система WisBlock охватывает популярные стандарты беспроводной радиопередачи на короткие и длинные расстояния, а также всецело совместима с облачными технологиями.

Модуль датчика основан на ультрасовременном чипе PAJ7620U2 PixArt Imaging со встроенным комплексом оптико-электронных компонентов, обеспечивающих быстрое и точное распознавание жестов, воспроизводимых руками человека. Датчик распознавания жестов предназначен для разработки и реализации сценариев в разнообразных приложениях человеко-машинного интерфейса с бесконтактным управлением. Модуль RAK14008 самостоятельно понимает девять простых жестов, таких как движение вверх, вниз, влево, вправо, вперед, назад, круговой по часовой стрелке, круговой против часовой стрелки, тряска рукой. Мощная встроенная система обнаружения различает жесты приближения объектов к датчику или их отдаление.

Чип PAJ7620U2 оснащён управляемой светодиодной подсветкой в инфракрасном спектре, повышающей способности восприятия жестов в условиях недостаточного окружающего освещения или наличия характерных световых помех. Интегрированная схема датчика автоматически анализирует положение ладони или пальца, находящихся в пределах угла зрения 60°, и на расстоянии 5 -15 см от фоточувствительной матрицы. Множественные значимые параметры для расчёта векторов жестикуляции фиксируются в ячейках памяти и обрабатываются мощностями самого контроллера. WisBlock RAK14008 оперирует данными на частотах 120Гц или 240Гц, поддерживает два скоростных режима распознавания жестов: нормальный или игровой. Работа с оперативной информацией в датчике организована через последовательную синхронную цифровую шину I2C 400кбод.

Технические характеристики

• Модель: RAK14008_VB WisBlock Gesture Sensor Module (SKU: 100078)
• Распознавание жестов: вверх, вниз, влево, вправо, вперёд (приближение), назад (отдаление), круговое движение против часовой и по часовой стрелке, движение встряхивания
• Питание: 3.3В
• Потребление тока: 0.8 ~ 430 мА (импульсно в пике до 1А)
• Чип датчика: PAJ7620U2 PixArt Imaging
• Тип датчика: оптический, ИК-матрица 60х60 точек
• Длина волны инфракрасной подсветки: 940 нм
• Дистанция определения: 5 - 15 см
• Угол видимости: 60°
• Скорость жестов/частота обновления:
  
  • нормальный режим: 60-600 ° в сек., 120Гц
  • игровой режим: 60-1200 ° в  сек., 240Гц
• Встроенный LDO стабилизатор: MP20051DQ_LF-Z Monolithic
• Функции защиты: невосприимчивость к окружающему свету, подавление шумов окружающего света
• Интерфейсы: GPIO, I2C до 400 кбит/с
• Аппаратный адрес: 0x73h
• Температура эксплуатации: -40 °C ~ 85 °C
• Размер: 25 х 15 мм

Функциональное определение выводов 40-контактного разъёма модуля RAK14008

В многоканальном 40-контактном разъёме на плате датчика жестов WisBlock RAK14008 задействованы две пары выводов напряжения питания: VBAT+GND поступающее прямо из аккумуляторной батареи, и 3V3_S+GND, управляемое через модуль WisBlock Core. Также присутствуют линии последовательного интерфейса I2C (I2C_SDA - данные, I2C_SCL - сигнал синхронизации данных). Низкоуровневый сигнал обратной связи расположен на выходе INT1_N. LDO_EN — вход управления преобразователем напряжения подсветки. Остальные выводы не имеют внутренних соединений.

Таблица сопоставления результатов для жестов вверх/вниз/вправо/влево

Bank0_Rcg0x43 Bit[0]	Вверх	Влево	Вниз	Вправо
Bank0_Rcg0x43 Bit[1]	Вниз	Вправо	Вверх	Влево
Bank0_Rcg0x43 Bit[2]	Влево	Вниз	Вправо	Вверх
Bank0_Rcg0x43 Bit[3]	Вправо	Вверх	Влево	Вниз

Образец монтажа

Модуль RAK14008 WisBlock Gesture Sensor PixArt Imaging PAJ7620U2 разработан для установки в 40-контактный слот WisBlock IO, имеющийся в распоряжении полноразмерных базовых плат наподобие RAK5005-O. Правильное расположение платы приведено на изображении ниже, подключение с разворотом в противоположном направлении к коннектору "IO Slot" не предусмотрено в системе WisBlock.

На лицевой стороне RAK14008 и прочих модулей WisBlock присутствует шелкографическая метка, указывающая на область приложения механического усилия для безопасного извлечения модуля из разъёма. Находится метка рядом с коннектором WisConnector.

Электрическая принципиальная схема модуля жестов RAK14008 WisBlock

Физические размеры, мм

Программное обеспечение

1. Примеры программирования модуля распознавания жестов RAK14008 WisBlock Sensor
2. Библиотека для работы с датчиком PAJ7620U2, совместимая с Arduino

Техническая документация

1. Спецификация датчика жестикуляции PixArt Imaging PAJ7620U2 (англ., PDF, Datasheet)
2. Характеристики коннекторов FBB (.PNG)

Полезные ссылки

1. Репозиторий исходного кода WisBlock на сайте GitHub
2. Краткое руководство пользователя системы WisBlock
3. Руководство по дизайну индивидуальных сенсорных WisIO модулей