СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №9/2015

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 51 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2015 Датчик TSL2561 используется в изме- рителе в составе удобного для монтажа промышленного модуля-сборки Digital Light Sensor [3], поддерживающего стан- дарт конструктива Grove и содержаще- го помимо самого датчика стабилиза- тор питающего напряжения, цепи фор- мирования сигналов последовательной шины I 2 C, используемой для передачи команд и данных, а также разъём пита- ния и подключения по шине I 2 C к внеш- ним устройствам. Внешний вид моду- ля показан на рисунке 3. Функциональная схема всего устрой- ства приведена на рисунке 4. Измеритель состоит из центрально- го контроллера, который в качестве ведущего (master) устройства осущест- вляет обмен командами и данными по шине I 2 C с ведомым (slave) устрой- ством – модулем Digital Light Sensor. Помимо этого, к центральному контрол- леру подключены органы управления и индикации: кнопки, ЖКИ, светодиоды, звуковой излучатель. Центральный кон- троллер реализован на базе встраивае- могомикроконтроллера (МК), выполня- ющего встроеннуюуправляющуюпро- грамму. Измеритель имеет следующие потре- бительские характеристики: ● Диапазон измеряемой освещённо- сти – 0 … 20 000 лк, разрешение – 1 лк. Значение верхней границы диа- пазона указано для солнечного света. Для света от других источников это значение может отличаться от ука- занного. ● Напряжение питания – 4,5 В (батарея из трёх элементов по 1,5 В) или сете- вой источник постоянного напря- жения 8 … 15 В. ● Потребляемый от источника пита- ния ток – 100 мА. ● Количество независимо программи- руемых выходов (каналов) сигнали- зации-управления – 3: – канал 1 – срабатывание (переход в активный уровень) при увеличе- нии уровня освещённости выше заданного пользователем порога; – канал 2 – срабатывание (переход в активный уровень) при умень- шении уровня освещённости ниже заданного пользователем порога; – канал 3 – срабатывание (переход в активный уровень) при нахожде- нии уровня освещённости в преде- лах некоторого диапазона, ограни- ченного заданными пользователем нижней и верхней границами. Диапазон задания значения порога в каждом из каналов – 0 … 25 000 лк, раз- решение – 1 лк. Задаваемые значения хранятся в энергонезависимой памя- ти EEPROM. Ресурс EEPROM – не менее 500 000 циклов стирания-записи. Тип выходов для всех каналов – логические уровни, активный уро- вень – высокий (+3,3 В), максималь- ный ток нагрузки каждого выхода – не более 12 мА. П РИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА И КОНСТРУКЦИЯ Для аппаратной реализации устрой- ства в качестве платформы был выбран недорогой микроконтроллерный мо- дуль (отладочная плата) TE-TM4C123 [4] производства компании «Терраэлектро- ника». Модуль выполнен на основе МК TM4C123GH6PZI недавно анонсирован- ного семейства TIVA компании Texas Instruments. Этот МК имеет процес- сорное ядро Cortex-M4, максимальную тактовую частоту 80 МГц, объём памяти FLASH – 256 К, SRAM – 32 К, EEPROM – 2 К и набор периферии, в который в числе прочего входят используемые Рис. 3. Внешний вид модуля Digital Light Sensor Рис. 4. Функциональная схема устройства