探索Avago HDJD - JD07開發(fā)套件：數字顏色傳感器的理想之選

在電子工程領域，顏色傳感器的應用日益廣泛，從消費電子到工業(yè)檢測，都有著重要的作用。Avago Technologies推出的HDJD - JD07開發(fā)套件，搭配其最小的數字顏色傳感器ADJD - S311 - CR999，為工程師們提供了一個強大而便捷的工具。今天，我們就來深入了解一下這個開發(fā)套件。

文件下載：HDJD-JD07.pdf

套件概述

HDJD - JD07開發(fā)套件是用于ADJD - S311 - CR999顏色傳感器的應用指南，同時也展示了顏色傳感的原理。它既可以用于透射式傳感，也能用于反射式傳感。其特點包括：

• 易于連接：可通過標準USB端口與大多數IBM PC輕松接口。
• 用戶友好軟件：具備輸出數字讀數顯示、轉換為標準顏色格式、數據記錄和CIE顏色圖表等功能。
• 功能模塊齊全：顏色傳感器控制板包含2線串行接口到USB轉換器模塊、電源供應模塊、LED恒流模塊和數字顏色傳感器控制模塊。

啟動準備

在開始使用HDJD - JD07開發(fā)套件之前，我們需要了解其包含的組件：

• 一個傳感器模塊
• 一個控制器板（CB）
• 一根USB電纜
• 一張帶有安裝軟件的CD

硬件設計剖析

整體架構

HDJD - JD07開發(fā)套件由主板和傳感器板組成，兩者可互換，通過引腳連接器和帶狀線連接。顏色傳感器的電源可以選擇內部或外部電源，使用外部電源便于使用功率計測量顏色傳感器的功耗。顏色傳感器還可以選擇使用內部或外部時鐘，LED和傳感器可以獨立控制。

顏色傳感器模塊

顏色傳感器模塊由光源、數字顏色傳感器和機械塊組成。光源采用Avago白色LED（HSMW - C191），數字顏色傳感器為ADJD - S311 - CR999。機械塊由Delrin制成，不僅作為外殼，還具有對齊標尺，用于保持傳感器與目標表面之間的最佳間隙。對于反射式傳感，傳感器與表面的推薦距離為2.5至4mm。

ADJD - S311 - CR999是一款經濟高效的CMOS數字輸出RGB + C顏色傳感器，采用微型表面貼裝封裝，尺寸僅為2.2x2.2x0.76mm。其基本架構包括集成在均勻分布的光電二極管陣列上的RGB + C濾波器、邏輯控制核心、增益選擇器和支持數字通信的ADC。均勻的RGB濾波器和光電二極管陣列可最大限度地減少由光學未對準和表面不規(guī)則引起的光梯度影響。

數字顏色傳感器控制板

控制板包含以下模塊：

• 2線串行接口到USB轉換器模塊：將數字顏色傳感器的2線串行接口轉換為可與PC輕松接口的USB協(xié)議。主要組件包括雙向總線緩沖器P82B96和USB微控制器PIC18F2455。
• 電源供應模塊：從適配器獲取電源，為微控制器提供5V穩(wěn)壓電壓，為數字顏色傳感器提供2.6V電壓。
• LED恒流模塊：使用調節(jié)器LP38691 - ADJ為白色LED提供恒流，電流可在2 - 30mA之間調節(jié)，推薦典型電流為5mA。
• 數字顏色傳感器控制模塊：包括數字顏色傳感器的復位、外部時鐘和睡眠電路。

硬件設置與配置

電源選擇

HDJD - JD07設計有兩種電源選擇，用戶可以通過跳線J3選擇USB端口或適配器端口作為+5VDC電源。

連接步驟

1. 將USB電纜從計算機連接到評估板。
2. 選擇跳線以確定使用的電源。如果選擇適配器電源，將適配器連接到適配器插座，注意適配器電壓應在9V至20V之間。
3. 將傳感器模塊連接到評估板上的引腳頭J8，確保方向正確。

   開機操作

4. 打開滑動開關（SW1），LED L3將亮起，表示板上有電源供應。
5. 如果USB電纜已連接，LED L2將亮起，表示控制器板與計算機之間有通信。

   其他功能

   • 電源選擇：使用J1選擇顏色傳感器的2.6V電源。如果選擇外部2.6V電源，將電源連接到TB1。
   • LED控制：可以通過微控制器的PWM、顏色傳感器在外部時鐘模式下的睡眠引腳和跳線J6來控制白色LED的開關。還可以通過調節(jié)可變電阻VR2來改變LED電流，從而調節(jié)亮度。
   • 睡眠功能：連接跳線J4可使傳感器進入睡眠模式，以降低功耗。
   • 傳感器復位：按下SW2可復位顏色傳感器。
   • 外部時鐘：傳感器通常使用26MHz的內部時鐘，若要使用外部時鐘，將時鐘信號連接到J9的引腳1，J9的引腳2為參考地。

PC軟件指南

軟件安裝

將安裝CD插入CD - ROM驅動器，點擊“開始”，然后點擊“運行”，輸入“D:setup”并按回車鍵。安裝程序將引導完成軟件安裝。如果出現提示當前系統(tǒng)文件版本較新的文本框，選擇“忽略”按鈕。

軟件GUI指南

• 配置和控制寄存器：用于配置顏色傳感器并控制其功能。
• 傳感器設置寄存器：包含傳感器增益設置，可手動輸入數據更改增益，也可使用白色校準功能生成最佳增益值。
• 傳感器和偏移寄存器：傳感器寄存器存儲顏色傳感器的數字化讀數，偏移寄存器存儲顏色傳感器的偏移值。
• 控制臺：用于向傳感器寫入和讀取數據，輸入寄存器地址即可讀取，寫入時需同時輸入地址和數據。
• 顏色轉換：以XYZ三刺激值、CIE Yxy顏色空間和Lab*顏色空間顯示傳感器讀數。
• 通信測試：使用“測試”按鈕檢查軟件與板之間的通信，紅色表示測試失敗，綠色表示通過。

  軟件功能

• 兼容Windows XP和2000。
• 使用Visual Basic開發(fā)。
• 提供顏色傳感器寄存器列表供用戶參考。
• 顯示R、G、B和C讀數。
• 支持手動增益選擇。
• 具備白色校準（自動增益功能）。
• 可將顏色轉換為標準顏色空間。
• 具有數據記錄功能，可將R、G、B和C讀數保存到文本和Excel文件。
• 顯示CIE xy圖表以展示測量的顏色。
• 提供PWM窗口以控制白色LED的開關和亮度。

  寄存器讀寫操作

  通過勾選寄存器位并按下寫入按鈕進行寫入操作，按下讀取按鈕可讀取相應寄存器。還可以通過更改文本框中的值并按下寫入按鈕來更改傳感器電容或積分時間?！案录拇嫫鳌卑粹o可一次性讀取所有寄存器。

  文件菜單與工具菜單

• 文件菜單：可以將當前GUI狀態(tài)保存為配置文件，也可以加載之前保存的配置文件。還可以退出軟件。
• 工具菜單：可打開CIE xy圖表窗口和白色校準窗口。

  白色校準步驟

  1. 輸入紅、綠、藍和透明通道的目標值。
  2. 選擇電容值（0至15）。
  3. 選擇程序將掃描以獲得目標值的最大積分時間（最大4095）。
  4. 將傳感器指向參考白色表面（Gretag Macbeth Chart白色補?。?，點擊“白色校準”按鈕。
  5. 積分時間（TINT）將改變，傳感器讀數將顯示，該積分時間將更新到傳感器寄存器。

     CIE xy圖表

     可通過主GUI功能區(qū)的“CIE xy Chart”按鈕或菜單“工具 -> CIE xy Chart”訪問。要實時查看CIE xy圖表，需要激活顏色轉換，此時會出現一個圓圈顯示顏色傳感器測量的顏色。

     數值數據記錄

     通過主GUI功能區(qū)的“Data Log”按鈕可訪問數據記錄功能。用戶可以將主GUI上顯示的數字讀數傳輸到數據記錄窗口，保存為不同格式的文件，清除顯示屏幕或關閉數據記錄窗口。

     顏色轉換激活

     要激活顏色圖表和顏色轉換，需嚴格按照以下步驟操作：

  6. 使用GretagMcbeth顏色圖表的白色補丁對所有通道進行目標值為1000的白色校準。
  7. 白色校準后，勾選“Activate Color Conversion”復選框，點擊“是”確認所有步驟正確完成。
  8. 顏色轉換和實時CIE xy圖表現在已激活，點擊“Grab Sensor”按鈕測量顏色，傳感器讀數將轉換為其他標準顏色空間并顯示在顏色轉換框架中。
  9. 一旦顏色轉換激活，增益設置（傳感器設置）將被禁用，直到取消勾選“Color Conversion”。

總的來說，Avago HDJD - JD07開發(fā)套件為工程師們提供了一個全面而便捷的平臺，用于探索和應用數字顏色傳感器。無論是對于初學者還是有經驗的工程師，都能從中獲得豐富的體驗和實用的功能。你在使用顏色傳感器開發(fā)套件的過程中遇到過哪些有趣的問題或挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享。