RAK1903 WisBlock Sensor Датчик освещённости

RAK1903 c цифровым сенсором освещённости окружающей среды входит в серию продуктов модульного конструирования WisBlock, ориентированную на создание систем сверхкомпактного электронного оборудования. На плату со стандартным для WisBlock 24-канальным разъёмом встроен ультранизкопотребляемый однокристальный датчик Texas Instruments OPT3001DNPR, оснащённый последовательным интерфейсом I2C. RAK1903 измеряет интенсивность светового потока в видимом диапазоне. Чёткий спектральный отклик и мощное инфракрасное отклонение дают возможность предельно точно измерить интенсивность светового потока так, как видит человеческий глаз, в независимости от вида источника света. Инфракрасное отклонение помогает поддерживать высокую точность даже тогда, когда по причине эстетики и особенностей дизайна промышленных устройств, оптический датчик располагается под тёмным стеклом. Функционал датчика предусматривает генерацию сигнала прерывания, с программируемыми пороговыми значениями.

Совмещённый с вычислительным блоком RAK4631 WisBlock Core, представляет готовую к использованию систему сбора информации об освещённости окружающей среды. Датчик может быть частью системы управления теплицей, системой определения яркости в любой точке пространства, охранной системы. Полученная с датчика информация может быть передана по беспроводным соединениям LoRaWAN, LoRa точка-точка, и Bluetooth BLE. Другие присоединённые к RAK1904 датчики или сенсоры системы WisBlock, наподобие датчика температуры и влажности в паре с датчиком давления, позволяют проектировать и изготавливать индивидуальные решения для комплесной автоматизации управления теплицами.

Во время измерений уровня освещённости в темноте, модуль RAK1904 потребляет не более 1.8 мкА электроэнергии. Среднее значение рабочего тока при максимальном дневном освещении составляет всего 3.7 мкА. Благодаря столь низким показателям, рекомендован как идеальное, энергоэффективное решение для создания компактных автономных приложений, работающих на маломощных батареях/аккумуляторах. В добавок, система WisBlock умеет управлять электропитанием датчиков и сенсоров, отключая или включая их в работу в нужное время, тем самым ещё больше экономя ресурсы источника питания.

Технические характеристики

• Питание: 1.6 ~ 3.6 В
• Чувcтвительный элемент: TI OPT3001DNPR
• Энергопотребление
  • режим сна: 0.4 мкА
  • в темноте: 1.8 мкА
  • яркий свет: 3.7 мкА
• Пиковая спектральная чувствительность: 550 нм
• Шаг разрешения: 0.01 лк
• Максимальная освещённость: 83865.6 лк
• Угол восприятия (макс.мощность): 94°
• Результат измерения на выходе, режим макс. яркости: 1800-2200 лк, 2812-3437 выход АЦП (0.64 лк на единицу значения АЦП, 2000 лк = 2620.9 АЦП)
• Результат измерения на выходе, режим темноты: 0.01 лк на единицу значения АЦП (0.03 лк = 3 АЦП)
• Относительная точность между диапазонами усиления: 0.2%
• Инфракрасный отклик (850нм): 0.2%
• Генератор прерываний с программируемыми порогами
• Интерфейс: I2C
• Рабочая температура: -40°С ~ +85°С
• Размеры: 10 х 10 мм

Функциональное определение выводов WisBlock Датчик освещённости RAK1903

В многоканальном 24-контактном разъёме на плате датчика WisBlock задействованы выводы питания VDD и GND, а также линии последовательного интерфейса I2C (I2C1_SDA - данные, I2C_SCL - сигнал синхронизации данных). OPT3001DNPR имеет вывод генерируемого прерывания INT, пороговые значения срабатывания которого могуть быть запрограммированы. Например, система прерываний позволяет сообщить контроллеру о переходе в режим сна до наступления событий, определённых пользователем. В ином случае, механизм прерываний можно использовать с любой системой, которая по полученному цифровому сигналу способна определить, является ли текущий уровень света выше или ниже установленных значений.

Остальные выводы не имеют внутренних соединений.

Адрес обращения к датчику по синхронной цифровой шине I2C: 0х44 (hex), 01000100 (bin).

Образец монтажа

Модуль RAK1903 спроектирован для работы с базовой платой RAK5005-O, через которую датчик освещённости OPT3001DNPR получает питающее напряжение. Дополнительно для работы с датчиком потребуется вычислительный блок с интегрированным программируемым контроллером WisBlock Core.

На изображении показан способ крепления RAK1903 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 RAK1903 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.

Принципиальная схема

Физические размеры, мм

Техническая документация

1. Спецификация датчика освещённости TI OPT3001DNPR (англ., PDF)
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 модулей
4. Пример программирования RAK1903 для всех моделей WisBlock Core
5. Пример кода для RAK4630 WisBlock Core: Погодный мониторинг в сетях LoRaWAN с участием RAK1903