ESP32移植Openharmony外设篇(6)光敏电阻ADC读取

雁过留声 · 2024-11-24 21:02:03

光照传感器

模块简介

产物描述

光敏电阻（photoresistor orlight-dependent resistor，后者缩写为LDR）是一种基于内光电效应的半导体元件，它的阻值依靠于入射光强的变化。入射光强增加，光敏电阻的阻值减小，入射光减弱，光敏电阻阻值增大。光敏电阻没有极性，使用时在其两端施加一个恣意方向的外加电压，通过丈量回路中的电流大小就可以反映入射光的强弱。
应用场景

光敏电阻属半导体光敏器件，具有敏捷度高，相应速度快，稳固性好的优点。
光敏电阻已经应用于照相机电子快门、火灾报警器、自动窗帘、太阳跟踪系统等光自动开关范畴。

光强与设备电阻值大小关系曲线

ESP32中的模数转换器 (ADC)

ESP32 有两个 ADC 单位，可以在以下场景使用：

天生 ADC 单次转换效果
天生一连 ADC 转换效果

Vref是ESP32 ADC内部用于丈量输入电压的参考电压。ESP32 ADC可以丈量从0 V到Vref的模拟电压。在差别的芯片中，Vref是差别的，中位数是1.1V。为了转换大于Vref的电压，输入电压在输入到ADC之前可以被衰减。有4种可用的衰减选项，衰减越高，可丈量的输入电压就越高。

衰减	可丈量的输入电压范围
ADC_ATTEN_DB_0	100 mV ~ 950 mV
ADC_ATTEN_DB_2_5	100 mV ~ 1250 mV
ADC_ATTEN_DB_6	150 mV ~ 1750 mV
ADC_ATTEN_DB_11	150 mV ~ 2450 mV

ADC转换是将输入的模拟电压转换为数字值。由ADC驱动器APls提供的ADC转换效果是原始数据。在单读模式下，ESP32 ADC原始效果的分辨率为12位。

adc1_get_raw()
adc2_get_raw()

要根据ADC的原始效果盘算电压，可以使用这个公式：

其中

变量	作用
Vout	数字输出效果，代表的是电压。
Dout	ADC原始数字读取效果
Vmax	最大可丈量输入模拟电压
Dmax	输出ADC原始数字读取效果的最大值，在单次读取模式下为4095，在一连读取模式下为4095。

对于带有eFuse ADC校准位的板子，可以使用esp_adc_cal_raw_to_voltage()来得到校准的转换效果。这些效果代表了实际电压（单位：mV）。不需要通过公式来转换这些数据。如果在没有eFuse ADC校准位的板上使用ADC校准API，将产生警告。
注意事项：我们保举使用adc1而不是adc2，adc2被用作捆扎引脚(GPIO 0,2,15)，因此无法与WIFI共用！

所以我们的步调以adc1的读取为例：
对于 ADC1 我们主要使用3个 API 函数：

esp_err_t adc1_config_width(adc_bits_width_t width_bit); 配置ADC1全部通道的捕获宽度。
esp_err_t adc1_config_channel_atten(adc1_channel_t channel, adc_atten_t atten); 配置ADC1某个通道的衰减。
int adc1_get_raw(adc1_channel_t channel); 读取 1 次 ADC 值。

示例：使用 ADC1 单次读取 channel 0 （GPIO36），位宽 12 BIT，衰减 11 db

adc1_config_width(ADC_WIDTH_BIT_12);
adc1_config_channel_atten(ADC1_CHANNEL_0,ADC_ATTEN_DB_11);
int val = adc1_get_raw(ADC1_CHANNEL_0);

复制代码

参考代码

gpio_light_test.c

/*
* Copyright (c) 2022 Hunan OpenValley Digital Industry Development Co., Ltd.
* Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
* you may not use this file except in compliance with the License.
* You may obtain a copy of the License at
*
* http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
*
* Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
* distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
* WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
* See the License for the specific language governing permissions and
* limitations under the License.
*/
#include <stdio.h>
#include "cmsis_os2.h"
#include "ohos_run.h"
#include "esp_system.h"
#include "nvs_flash.h"
#include "esp_log.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "driver/ledc.h"
#include "driver/adc.h"
#include "esp_adc_cal.h"
#define SYS_DELAY_TICKS 200
#define TASK_STACK_SIZE 4096
#define TASK_PRIO 25
#define DEFAULT_VREF 1100 // 默认参考电压，单位mV
static esp_adc_cal_characteristics_t *adc_chars; // 分配内存使用
#define myADC_heat_sensitive_channel ADC_CHANNEL_6 // GPIO34 光敏传感器Ao输入
#define AD_Value1_Channnel myADC_heat_sensitive_channel // 重新定义一个, 为例后续更好的更改
#define width ADC_WIDTH_BIT_12 // ADC分辨率 12位
#define atten ADC_ATTEN_DB_11 // ADC衰减 11 dB 衰减，输入电压范围为 0-3.3V。
#define unit ADC_UNIT_1 // ADC1
#define NO_OF_SAMPLES 128 // 采样次数, 目的: 多次采样, 滤波
/**
* @description: ADC初始化
* @return {无}
*/
void myADC_Init()
{
adc1_config_width(ADC_WIDTH_BIT_12); // 12位分辨率
adc1_config_channel_atten(AD_Value1_Channnel, atten); // 配置ADC通道
adc_chars = calloc(1, sizeof(esp_adc_cal_characteristics_t)); // 分配内存
esp_adc_cal_characterize(unit, atten, width, DEFAULT_VREF, adc_chars); // 对ADC特性进行初始化
}
/**
* @description: 获取传感器的AD值和电压值
* @param {int16_t} *AD_Value1 第一个传感器的AD值的地址
* @param {float*} Voltage1 第一个传感器的电压值的地址
* @return {*}
*/
void myADC_GetAdAndVoltage_Value(int16_t *AD_Value1, float *Voltage1)
{
uint32_t adc_reading1 = 0;
for (int i = 0; i < NO_OF_SAMPLES; i++)
{ // 多次采样, 滤波
adc_reading1 += adc1_get_raw(AD_Value1_Channnel); // 采集光照值
}
adc_reading1 /= NO_OF_SAMPLES; // 得到滤波后的数据
// esp_adc_cal_raw_to_voltage返回的是mV, 想得到单位V, 除以1000
*AD_Value1 = (int16_t)adc_reading1; // 转换为int16_t类型
*Voltage1 = esp_adc_cal_raw_to_voltage(adc_reading1, adc_chars) / 1000.0; // 获取光照电压值
}
int16_t light_AdVal;
float light_Voltage;
static void gpio_test(void)
{
myADC_Init();
while (1)
{
myADC_GetAdAndVoltage_Value(&light_AdVal, &light_Voltage);
printf("gz adc cal: %d\t gz v: %.2f \n", light_AdVal, light_Voltage);
sleep(2); // 延时
}
}
static void gpio_example_task(void)
{
osThreadAttr_t attr;
int g_taskID;
attr.name = "adc_test";
attr.attr_bits = 0U;
attr.cb_mem = NULL;
attr.cb_size = 0U;
attr.stack_mem = NULL;
attr.stack_size = TASK_STACK_SIZE;
attr.priority = TASK_PRIO;
g_taskID = osThreadNew((osThreadFunc_t)gpio_test, NULL, &attr);
if (g_taskID == NULL)
{
printf("Failed to create Test GPIO thread!\n");
}
}
OHOS_APP_RUN(gpio_example_task);