TSL2561 아두이노 조도 센서 (LCD16X2 키패드실드)

본 절은 [TSL2561] 아두이노 센서를 사용하기 위해 알아야 할 내용과 실습 방법에 대해 설명한다. 아두이노 센서의 특징, 동작원리, 사양, 연결 핀 배열, 출력 값, 주의사항을 알아본다. 아두이노와 센서를 연결하고, 간단한 코딩으로 센서를 쉽게 실습할 수 있다. 

 

목차

 

 

 

---

TSL2561 아두이노 조도 센서 (LCD16X2 키패드실드)

 

 

 

 

 

 

 

---

TSL2561 센서란?

TSL2561 센서는 광센서는 여러 상황에서 사용하기 좋은 디지털 광센서이다. TSL2561 센서는 가시광 선과 적외선을 모두 측정하여 럭스 값에 더 가깝게 만드는 광도 센서이다. 

 

TSL2561.pdf

0.41MB

 

---

 

TSL2561 아두이노 센서 특징

센서는 0.1 – 40k 럭스의 광범위한 럭스 값을 측정 할 수 있다. 센서는 I2C 인터페이스에 데이터를 출력한다.

 

• 인간의 눈 반응에 가까움
• 사용자 정의 상한 및 하한 임계 값 설정이 가능하며, 프로그래밍 가능한 인터럽트 기능 제공
• 100kHz에서 SMBus (TSL2560) 또는 400kHz에서 I2C (TSL2561) 고속 모드가 있는 16 비트 디지털 출력
• 1,000,000-1 동적 범위를 지원하는 프로그래밍 가능 아날로그 및 통합 시간
• 50 / 60Hz 조명에 대한 리플을 자동으로 필터링
• 절전 모드에서 낮은 유효 전력 (통상 0.75mW) 
• RoHS 준수

 

 

 

 

---

TSL2561 센서 동작 원리

TSL2561은 2 세대 주변 광 센서 장치이다. 각각에는 2 개의 포토 다이오드의 전류를 통합하는 2 개의 통합 아날로그-디지털 컨버터 (ADC)가 포함되어 있다. 두 채널의 통합이 동시에 발생한다. 변환주기가 완료되면 변환 결과가 각각 채널 0 및 채널 1 데이터 레지스터로 전송된다. 전송은 데이터의 무결성이 유지되도록 이중 버퍼링된다. 전송 후 장치는 자동으로 다음 통합주기를 시작하게 된다. 

 

장치와의 통신은 표준 2 선 SMBus 또는 I2C 직렬 버스를 통해 이루어진다.  따라서 TSL256x 장치는 마이크로 컨트롤러 또는 임베디드 컨트롤러에 쉽게 연결할 수 있다. 신호 컨디셔닝에 외부 회로가 필요하지 않으므로 PCB 공간도 절약된다. TSL256x 장치의 출력은 디지털이므로 아날로그 신호와 비교할 때 출력이 노이즈에 효과적으로 영향을 받지 않는다.

 

TSL256x 장치는 또한 광도 값에 대해 센서를 폴링 할 필요를 제거하여 시스템 효율성을 단순화하고 개선하는 인터럽트 기능을 지원한다. 인터럽트 기능의 주요 목적은 광도의 의미있는 변화를 감지하는 것이다. 의미있는 변화의 개념은 빛의 강도와 시간 또는 그 강도 변화의 지속성 측면에서 사용자가 정의 할 수 있다.

TSL256x 장치에는 현재 조명 수준 위와 아래의 임계 값을 정의 할 수있는 기능이 있다. 변환 값이 이러한 제한 중 하나를 초과하면 인터럽트가 생성된다.

 

 

 

 

---

TSL2561 센서 구입하기

[TSL2561 센서]는 알리익스프레스, 네이버 쇼핑몰, 아마존 등에서 센서를 구입할 수 있다.  센서는 sparkfun 및 adafruit 등의 제품을 모두 사용할 수 있다. 

 

 

 

 

---

 

TSL2561 하드웨어 연결

다음과 같이 TSL2561 아두이노 센서를 연결할 수 있다. 

 

 

센서는 I2C 인터페이스에서 작동한다.  
SDA (I2C 데이터 핀)
SCL (I2C 클럭 핀)
Vcc (전압 입력 + 3.3 ~ 5V)
GND (이 핀 접지) 
INT (Interrupt pin – 특별한 경우에 인터럽트 신호를 출력 할 수도 있습니다.) 

Sparkfun, Adafrauit 및 Chinese 중국제품에는 핀의 방향만 변경되어 있다.  따라서 모듈을 배선하고 전원을 공급하기 전에 사용중인 센서의 핀이 올바른지 확인해야 한다. 

 

 

 

---

 

TSL2561 소프트웨어 코딩

하드웨어 연결이 완료되면, 아두이노 IDE를 이용해 아두이노 센서 소스코드를 코딩할 수 있다. 

 

라이브러리는 다음과 같다.  라이브러리를 설치 하지 않으면 컴파일 에러가 발생한다. 

스케치>라이브러리 포함하기>.zip 라이브러리 추가 메뉴를 이용해 추가할 수 있다.

SM2561TSL.zip

0.01MB

 

센서 코드는 다음과 같다. 

/**
   TSL-2561 (GY-2561) Sensor

   @ 모두의 아두이노 환경 센서 (Arduino Sensors for Everyone)
      https://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=18030644
   @ author STEAMEDU123 <steamedu123@gmail.com>
*/

#include <SFE_TSL2561.h>
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);
SFE_TSL2561 light;

boolean gain;
unsigned int ms;

void setup()
{
  initLCD();
  initTSL2561();
}

void initTSL2561() {

  light.begin();
  unsigned char ID;

  if (light.getID(ID))
  {
    byte error = light.getError();
    printError(error);
  }

  gain = 0;
  unsigned char time = 2;
  light.setTiming(gain, time, ms);
  light.setPowerUp();
}


void initLCD() {
  lcd.begin(16, 2);

  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("TSL2561 Sensor");
}

void loop()
{
  delay(ms);
  unsigned int data0, data1;

  if (light.getData(data0, data1))
  {
    double lux;
    boolean good;

    good = light.getLux(gain, ms, data0, data1, lux);

    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print(lux);
    lcd.print(" lux");
  } else {
    byte error = light.getError();
    printError(error);
  }
}

void printError(byte error)
{
  lcd.setCursor(0, 1);
  switch (error)
  {
    case 0:
      lcd.print("success");
      break;
    case 1:
      lcd.print("data too long for transmit buffer");
      break;
    case 2:
      lcd.print("received NACK on address (disconnected?)");
      break;
    case 3:
      lcd.print("received NACK on data");
      break;
    case 4:
      lcd.print("other error");
      break;
    default:
      lcd.print("unknown error");
  }

  delay(1000);
}

 

소스 구조는 다음과 같다. 

 

 

 

---

 

TSL2561 센서 동작확인

하드웨어 연결, 소프트웨어 코딩이 완료되면 다음과 같이 동작 화면을 확인할 수 있다. 

 

------------------------------------------------------ 
개발환경 : WINDOWS 10 
아두이노 IDE : 1.8.13 
------------------------------------------------------ 
01 연결
 - 아두이노와 PC 연결 
 - 아두이노 IDE 실행 
 - 메뉴 → 툴 → 보드:아두이노 UNO 확인 
  - 메뉴 → 스케치 → 확인/컴파일 

02 컴파일 확인 

스케치>확인/컴파일(CTRL+R) 를 선택해서 컴파일을 진행한다.

 

03 아두이노 우노 업로드 

컴파일이 이상없이 완료되면 스케치>업로드(CTRL+U) 를 선택해서 컴파일 파일을 업로드 한다. 

04 동작 확인

다음과 같이 동작을 확인할 수 있다. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

---

 

마무리

아두이노와 TSL2561 센서를 연결하고, 간단한 코딩으로 센서를 쉽게 실습할 수 있다. 

 

 

---

 

모두의 아두이노 환경 센서 책

[모두의 아두이노 환경 센서] 책은 예스24, 인터넷 교보문고, 알라딘, 인터파크도서, 영풍문고, 반디앤루니스 , 도서11번가 등에서 구입할 수 있다. 이 책에서는 PMS7003, GP2Y1010AU0F, PPD42NS, SDS011 미세먼지 센서, DHT22 온습도 센서, MH-Z19B 이산화탄소 센서, ZE08-CH2O 포름알데히드 센서, CCS811 총휘발성유기화합물 TVOC, GDK101 방사선(감마선) 센서, MQ-131 오존(O3) 센서, MQ-7 일산화탄소, MICS-4514 이산화질소 센서, MICS-6814 암모니아 센서, DGS-SO2 아황산가스(SO2) 센서, BME280 기압 센서, GUVA-S12SD 자외선(UV) 센서, MD0550 기류 센서, QS-FS01 풍속 센서(Wind speed) 를 사용한다.  

모두의 아두이노 환경 센서