概述

在本章中，我們將介紹如何配置VL6180X傳感器以測量環(huán)境光，并獲取環(huán)境光的強度值。VL6180X是一種多功能、高性能的接近和環(huán)境光傳感器，其環(huán)境光測量功能可以用于檢測周圍環(huán)境的亮度水平。
最近在弄ST和瑞薩RA的課程，需要樣片的可以加群申請：6_15061293 。

查看VL6180X手冊可得知，VL6180X模塊是內(nèi)置了環(huán)境光感應(yīng)（Ambient Light Sensing，ALS）功能的。ALS功能使得VL6180X不僅能夠測量物體與傳感器之間的距離，還能夠檢測周圍環(huán)境的光照強度。

樣品申請

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video(video-xBRvtoF6-1689419585615)(type-bilibili)(url-https://player.bilibili.com/player.html?aid=913388199)(image-https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/24f308bcc28d55fb5395548d0a23231c.jpeg)(title-基于STM32CUBEMX驅(qū)動TOF模塊VL6180與VL6180X(4)----測量環(huán)境光)

完整代碼下載

https://download.csdn.net/download/qq_24312945/88051751

VL6180X傳感器的測量流程

下圖給出了vl6180x測量距離和環(huán)境光的驅(qū)動流程圖，可以得知他們的測量方式是大同小異的。
需要注意的是，雖然距離測量和環(huán)境光測量的流程圖在基本原理和操作步驟上是相似的，但在具體的配置和參數(shù)設(shè)置上可能存在差異。因此，在使用VL6180X進行距離測量和環(huán)境光測量時，需要根據(jù)具體的需求和應(yīng)用場景，相應(yīng)地配置和調(diào)整傳感器的設(shè)置。

ALS動態(tài)范圍

ALS動態(tài)范圍是指VL6180X傳感器在不同增益設(shè)置下可以測量的光線范圍。在VL6180X手冊的表中，展示了在有和無玻璃情況下的各個增益下可測量的光線范圍。
選擇適當(dāng)?shù)脑鲆嬖O(shè)置對于獲得準確的環(huán)境光測量結(jié)果至關(guān)重要。在大多數(shù)應(yīng)用中，可以使用單個增益設(shè)置來進行操作，而無需在不同的增益之間切換。這樣可以簡化配置和使用過程，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
根據(jù)實際應(yīng)用的需求，可以根據(jù)表中的數(shù)據(jù)選擇最合適的增益設(shè)置。根據(jù)是否使用玻璃覆蓋物，以及環(huán)境光的強度范圍，可以確定在哪個增益下獲得最佳的測量精度和范圍。

ALS動態(tài)范圍

ALS動態(tài)范圍是指VL6180X傳感器在不同增益設(shè)置下可以測量的光線范圍。在VL6180X手冊的表中，展示了在有和無玻璃情況下的各個增益下可測量的光線范圍。
選擇適當(dāng)?shù)脑鲆嬖O(shè)置對于獲得準確的環(huán)境光測量結(jié)果至關(guān)重要。在大多數(shù)應(yīng)用中，可以使用單個增益設(shè)置來進行操作，而無需在不同的增益之間切換。這樣可以簡化配置和使用過程，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
根據(jù)實際應(yīng)用的需求，可以根據(jù)表中的數(shù)據(jù)選擇最合適的增益設(shè)置。根據(jù)是否使用玻璃覆蓋物，以及環(huán)境光的強度范圍，可以確定在哪個增益下獲得最佳的測量精度和范圍。

可以通過設(shè)置SYSALS__ANALOGUE_GAIN(0x03F)來配置模擬增益。根據(jù)實際需求和環(huán)境條件，選擇適當(dāng)?shù)脑鲆嬷捣浅Ｖ匾＝ㄗh在調(diào)整增益時進行實際測試，以找到最佳的平衡點，以獲得所需的性能和圖像質(zhì)量。記住，過高的增益可能會引入噪聲，對測量產(chǎn)生不利影響。

測量流程

具體流程如下所示：

1. 開始單次環(huán)境光測量：應(yīng)用調(diào)諧設(shè)置后，將值0b100寫入寄存器的位[5:3]（寄存器0x0014），以啟動單次環(huán)境光測量。
2. 等待測量完成：等待測量完成。您可以根據(jù)實際需求決定等待的時間。
3. 從寄存器0x0040讀取數(shù)據(jù)，并清除位[0]，然后將值0x31寫入寄存器0x0041。
4. 將值0b1（二進制）寫入寄存器0x0038的位[0]。
5. 從寄存器0x004F的位[5:3]中讀取數(shù)值，并且該數(shù)值為0b100跳出循環(huán)，否則等待。
6. 從寄存器0x0050讀取2個字節(jié)的數(shù)值，這個數(shù)值代表環(huán)境光強度的測量結(jié)果。
7. 將值0b111（二進制）寫入寄存器0x0015的位[2:0]。
   以上是獲取光強的簡要概述，根據(jù)您的實際需求，可能需要更詳細的代碼和配置。請參考VL6180X傳感器的相關(guān)文檔和手冊，以獲取更多詳細的信息和編程指南。
   

光強計算公式

"ALS count to lux conversion" 指的是將環(huán)境光傳感器的輸出值（一個16位計數(shù)值）轉(zhuǎn)換為光照強度（單位為勒克斯）的過程，由上一步的流程進行獲取。
工廠校準的ALS光照分辨率是0.32（lux/count），適用于模擬增益為1且積分時間為100毫秒的情況（在無玻璃覆蓋的條件下進行校準）。計算公式如下所示。

讀取lux代碼參考如下所示。

float VL6180X_Read_Lux(uint8_t add,uint8_t Gain)
{
	float lux;
	static uint8_t reg;
	reg = VL6180X_ReadByte(add,VL6180X_REG_SYSTEM_INTERRUPT_CONFIG);
	reg &= ~0x38;		//[5:3]清0
	reg |= (0x4< < 3);	//開啟轉(zhuǎn)換New sample ready	開啟轉(zhuǎn)換
	
	VL6180X_WriteByte(add,VL6180X_REG_SYSALS_INTEGRATION_PERIOD_HI,0);
	VL6180X_WriteByte(add,VL6180X_REG_SYSALS_INTEGRATION_PERIOD_LO,100);	//101ms
	if (Gain > VL6180X_ALS_GAIN_40)
	{
		Gain = VL6180X_ALS_GAIN_40;
	}
	VL6180X_WriteByte(add,VL6180X_REG_SYSALS_ANALOGUE_GAIN, 0x40 | Gain);
	VL6180X_WriteByte(add,VL6180X_REG_SYSALS_START, 0x1);	//連續(xù)模式
	// New Sample Ready threshold event 新樣本就緒
	while (4 != ((VL6180X_ReadByte(add,VL6180X_REG_RESULT_INTERRUPT_STATUS_GPIO) > > 3) & 0x7));
	
	lux = VL6180X_Read_HalfWold(add,VL6180X_REG_RESULT_ALS_VAL);
	VL6180X_WriteByte(add,VL6180X_REG_SYSTEM_INTERRUPT_CLEAR,0x07);	//0111b 清除了三種中斷標志
	//矯正增益算法
	lux *= 0.32f; // calibrated count/lux
	switch(Gain) { 
	case VL6180X_ALS_GAIN_1: 
	break;
	case VL6180X_ALS_GAIN_1_25: 
	lux /= 1.25f;
	break;
	case VL6180X_ALS_GAIN_1_67: 
	lux /= 1.67f;
	break;
	case VL6180X_ALS_GAIN_2_5: 
	lux /= 2.5f;
	break;
	case VL6180X_ALS_GAIN_5: 
	lux /= 5;
	break;
	case VL6180X_ALS_GAIN_10: 
	lux /= 10;
	break;
	case VL6180X_ALS_GAIN_20: 
	lux /= 20;
	break;
	case VL6180X_ALS_GAIN_40: 
	lux /= 40;
	break;
	}
	lux *= 100;
	lux /= 100; // integration time in ms
	return lux;
}

配置vl6180x

在對應(yīng)的demo板子中，使用U6進行光強讀取。

初始化配置如下所示。

/* USER CODE BEGIN 2 */

	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);	
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);	

	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);	
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);	

	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);	
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_RESET);	
	
	
//VL6180_4
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET);	
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
uint8_t ii;
uint8_t id;
	HAL_Delay(1);

/************修改VL6180_4地址為VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR4(0x2C)*********************/
	VL6180X_Init(VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR1);
	VL6180X_WriteByte(VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR1,0x0212,VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR4);
//	HAL_Delay(100);
	ii=VL6180X_ReadByte(VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR4,0x0212);	
	printf("VL6180_4地址為=0x%Xn",ii);		
	VL6180x_UpscaleSetScaling(VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR4,3);//縮放x3
	id=VL6180X_Read_ID(VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR4);
	printf("VL6180_4 id=%dn",id);	

/************修改VL6180_3地址為VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR3(0x2B)*********************/
//VL6180_3
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);	
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);
	HAL_Delay(1);
	VL6180X_Init(VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR1);
	VL6180X_WriteByte(VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR1,0x0212,VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR3);
	ii=VL6180X_ReadByte(VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR3,0x0212);	
	printf("VL6180_3地址為=0x%Xn",ii);		
	VL6180x_UpscaleSetScaling(VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR3,3);//縮放x3
	id=VL6180X_Read_ID(VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR3);
	printf("VL6180_3 id=%dn",id);

  /* USER CODE END 2 */

循環(huán)讀取代碼如下所示。

/* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		VL6180_L4=VL6180X_Read_Range(VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR4);
		printf("VL6180_L4=%dmmn",VL6180_L4*3);
			
		lux_L3=VL6180X_Read_Lux(VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR3,VL6180X_ALS_GAIN_40);
		printf("lux=%lfn",lux_L3);				
		VL6180_L3=VL6180X_Read_Range(VL6180X_DEFAULT_I2C_ADDR3);
		printf("VL6180_L3=%dmmn",VL6180_L3*3);			
		
		HAL_Delay(1000);			

    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */

測試結(jié)果

測試距離和光強結(jié)果如下所示。

設(shè)置VL6180X_ALS_GAIN_40讀取，給強光情況下讀數(shù)如下所示。

是符合手冊給出的范圍的。

審核編輯：湯梓紅