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CC1352P Sensorcontroller 控制光照傳感器OPT3004及功耗實測

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2022-01-19 16:08 ? 次閱讀
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Other Parts Discussed in Post:CC1352P, OPT3004, OPT3004EVM, LAUNCHXL-CC1352P, ENERGYTRACE

作者:TI工程師 Yue Tang

SensorController Studio里有很多例子,但是缺少在LaunchPad上使用I2C的例子。本文將使用TI的CC1352P無線MCU及OPT3004光照度傳感器,來填補這一空缺。

介紹

OPT3004是一款用于測量可見光密度的傳感器。傳感器的光譜響應與人眼的視覺響應緊密匹配,并且具有很高的紅外線阻隔率。OPT3004 器件具有精密的光譜響應和增強的紅外阻隔功能,因此能夠準確測量人眼可見光的強度,且不受光源影響。

CC1352P 是一款多協(xié)議低于 1GHz 和 2.4GHz 無線 MCU,面向無線 M-Bus、IEEE 802.15.4g、支持 IPv6 的智能對象 (6LoWPAN)、Thread、 Zigbee?、KNX RF、 Wi-SUN?、低功耗 Bluetooth? 5 以及專有系統(tǒng),包括 TI 15.4-Stack。該器件包含具有一流效率的+20dBm集成高功率放大器,適用于遠距離 應用

Sensor Controller傳感器控制器simplelink系列無線MCU CC26xx/CC13xx都包含的一個小型 CPU 內核,針對低功耗和高效外設運行進行了高度優(yōu)化。傳感器控制器位于 CC26xx/CC13xx 輔助 (AUX) 電源/時鐘域中,可以獨立于系統(tǒng) CPU 和 MCU 域電源狀態(tài)自主執(zhí)行簡單的后臺任務,以達到極低功耗。關于Sensor Controller的細節(jié)和使用方法,請訪問Sensor Controller Project from Scratch。

如下的兩篇文章也將非常有助于您理解Sensor Controller這一非常有特色的功能:

Getting Started With the CC13xx and CC26xx Sensor Controller

Ultra-Low Power Designs With the CC13x2 and CC26x2 Sensor Controller

poYBAGGKThaAMpnzAAW5GOgOmt0418.png

硬件連接

需要的硬件:

OPT3004 EVM

LAUNCHXL-CC1352P

連接如下圖:

OPT3004EVM[原理圖下載] LAUNCHXL-CC1352P[原理圖下載]
SDA DIO5
SCK DIO22
VOUT 3V3
GND GND

poYBAGGKTh6AasyrAAK4nyVGN4M713.png

pYYBAGGKTiCAR5EWAABkl6f1N3o999.png

請根據實際板子情況進行連接,CC1352P的DIO5和DIO22已通過3.3KΩ電阻上拉,因此直接使用這兩個引腳。

poYBAGGKTi6AOzqFAA5PVdMoP20307.png

軟件操作

需要的軟件:

SensorController Studio

如下是Sensor Controller配置,工程下載

Constants
ALS_CFG_ONE_SHOOT 0xC210 OPT3004 configuration triggering 100ms single conversion
ALS_CFG_RESET 0xC810 OPT3004 configuration at reset (shutdown)
ALS_I2C_ADDR 0x0088 OPT3004 I2C address
ALS_REG_CFG 1 OPT3004 configuration register[配置寄存器 1]
ALS_REG_RESULT 0 OPT3004 result register[結果寄存器 0]
DataStructures
cfg.highThreshold 65535 High alert threshold
cfg.lowThreshold 0 Low alert threshold
output. value 0 Light sensor output value
Task Resources
Serial Interfaces I2C Master
System CPU Communication System CPU Alert
Task Event Handling Timer 1 Event Trigger
Task Execution RTC-Based Execution Scheduling
IO Mapping
DIO22 – I2C SCL DIO5 – I2C SDA

pYYBAGGKTjCAZWrNAAAmaKCUatA031.png

代碼
Initialization Code // Schedule the first execution
fwScheduleTask(1);
Execution Code // Configure and start the next measurement
i2cStart();
i2cTx(I2C_OP_WRITE | ALS_I2C_ADDR); //
i2cTx(ALS_REG_CFG);
i2cTx(ALS_CFG_ONE_SHOT >> 8);
i2cTx(ALS_CFG_ONE_SHOT >> 0);
i2cStop();
// Read the result after 100 milliseconds + a 20% margin
evhSetupTimer1Trigger(0, 120, 2);
// Schedule the next execution
fwScheduleTask(1);
Event Handler A Code // If a measurement was successfully started during the last execution ...
if (state.i2cStatus == 0x0000) {
// Select the result register
i2cStart();
i2cTx(I2C_OP_WRITE | ALS_I2C_ADDR);
i2cTx(ALS_REG_RESULT);
// If successful
if (state.i2cStatus == 0x0000) {
U16 resultRegH;
U16 resultRegL;
// Read the result
i2cRepeatedStart();
i2cTx(I2C_OP_READ | ALS_I2C_ADDR);
i2cRxAck(resultRegH);
i2cRxNack(resultRegL);
i2cStop();
// Convert the result (4-bit exponent + 12-bit mantissa) into 16-bit fixed-point
U16 exp = resultRegH >> 4;
U16 mant = (resultRegH << 12) | (resultRegL << 4);
// The exponent is in range 0 to 11
U16 value = mant >> (11 - exp);
output.value = value;
// Notify the application
if (value < cfg.lowThreshold) {
fwGenAlertInterrupt();
}
if (value > cfg.highThreshold) {
fwGenAlertInterrupt();
}
} else {
i2cStop();
}
}
Termination Code // Shut down the light sensor
i2cStart();
i2cTx(I2C_OP_WRITE | ALS_I2C_ADDR);
i2cTx(ALS_REG_CFG);
i2cTx(ALS_CFG_RESET >> 8);
i2cTx(ALS_CFG_RESET >> 0);
i2cStop();
// Cancel the potentially active event trigger
evhCancelTrigger(0);

運行效果:

poYBAGGKTjKAOi8PAAC4PEoGhTQ916.png

功耗實測

使用Sensor Controller生成工程,并使用IAR編譯和燒錄【工程下載】

所需軟件:

IAR Embedded Workbench

SIMPLELINK-CC13X2-26X2-SDK 【本文使用的版本:simplelink_cc13x2_26x2_sdk_3_20_00_68】

功耗測試工具:

功耗測試使用IMETER-BOOST, 這是一款低成本便攜式功耗測試儀。

例子中,每秒進行5次光照度傳感器讀取,平均電流大約17uA。

每次讀取包含兩個尖峰,如下(1)(2)

(1) Execution Code – 開啟了一個120ms的延遲,用于OPT3004形成穩(wěn)定的數據

(2) Event Handler A Code ?;虻貌Q算讀取到光照度值

pYYBAGGKTjWAGqkkAAJUffC3JPk372.png

人為引起照度變化【如使用光源照射】,使照度超過閾值,則會激活主MCU進行處理,如下3。

poYBAGGKTjaAM9aaAAJPzWecvKk387.png

使用EnergyTrace的測試數據

EnergyTrace的使用請閱讀博文 《SimpleLink? Launchpad能量跟蹤功能》

30秒連續(xù)運行下,平均電流20uA ,使用CR2032 200mAh的電池,評估可運行一年三個月。

poYBAGGKTjiAK8hFAAA5O3VF4y0398.png

審核編輯:金巧

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