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【花雕学编程】Arduino动手做(188)---使用 TSL2561 传感器读取全光谱四类数据 简单

头像 驴友花雕 2025.05.08 20 0

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TSL2561 是 TAOS(现属于德州仪器)公司生产的一款环境光传感器。

1、基本概述
TSL2561 能感知周围环境的光照强度,其内置了两个光敏二极管,分别对可见光和红外光敏感,通过对这两个光敏二极管输出信号的处理,可以计算出环境光的强度,并且能够将光信号转化为数字信号,通过 I²C 接口输出,便于与微控制器(如 Arduino、ESP32 等)进行连接和通信。

2、主要特性
1. 宽动态范围:可检测的光照强度范围很宽,从 0.1 lux 到 40,000 lux,能适应从微弱光线到强光的不同环境,比如室内昏暗的灯光环境到室外明亮的阳光环境都能准确测量。
2. 高灵敏度:对光线变化非常敏感,能够检测到微小的光照强度变化,适合用于需要精确光照检测的应用场景。
3. 可编程增益和积分时间:用户可以根据实际需求调整传感器的增益和积分时间,以优化在不同光照条件下的测量精度。例如,在低光照环境下可以增大增益和积分时间来提高测量灵敏度。
4. I²C 接口:采用 I²C 通信协议与微控制器进行数据传输,这种接口方式简单且通用,方便与各种开发板集成。
5. 低功耗:工作电流低,适合电池供电的设备使用,能有效延长设备的续航时间。

3、应用场景
1. 智能照明系统:根据环境光强度自动调节室内灯光的亮度,实现节能和舒适的照明效果。例如,在白天光线充足时降低灯光亮度,在夜晚光线较暗时提高灯光亮度。
2. 显示屏亮度调节:用于手机、平板电脑、笔记本电脑等设备,根据环境光强度自动调整显示屏的亮度,提供更好的视觉体验,同时也能节省电量。
3. 农业和园艺:在温室种植中,监测光照强度,帮助控制植物生长环境,确保植物获得适宜的光照。
4. 安防监控:根据环境光强度自动调整监控摄像头的曝光参数,保证在不同光照条件下都能拍摄到清晰的图像。

 

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  【Arduino】189种传感器模块系列实验(资料代码+仿真编程+图形编程)
 实验一百八十八:TSL2561数字I2C环境光传感器 GY-2561光照强度检测模块
 项目之四:使用 TSL2561 传感器读取全光谱四类数据

实验开源代码

 

代码
/*
  【Arduino】189种传感器模块系列实验(资料代码+仿真编程+图形编程)
  实验一百八十八:TSL2561数字I2C环境光传感器 GY-2561光照强度检测模块
  项目之四:使用 TSL2561 传感器读取全光谱四类数据
*/

#include <Wire.h>
#include "TSL2561.h"

// Example for demonstrating the TSL2561 library - public domain!

// connect SCL to analog 5
// connect SDA to analog 4
// connect VDD to 3.3V DC
// connect GROUND to common ground
// ADDR can be connected to ground, or vdd or left floating to change the i2c address

// The address will be different depending on whether you let
// the ADDR pin float (addr 0x39), or tie it to ground or vcc. In those cases
// use TSL2561_ADDR_LOW (0x29) or TSL2561_ADDR_HIGH (0x49) respectively
TSL2561 tsl(TSL2561_ADDR_FLOAT); 

void setup(void) {
  Serial.begin(9600);
  
  if (tsl.begin()) {
    Serial.println("Found sensor");
  } else {
    Serial.println("No sensor?");
    while (1);
  }
    
  // You can change the gain on the fly, to adapt to brighter/dimmer light situations
  //tsl.setGain(TSL2561_GAIN_0X);         // set no gain (for bright situtations)
  tsl.setGain(TSL2561_GAIN_16X);      // set 16x gain (for dim situations)
  
  // Changing the integration time gives you a longer time over which to sense light
  // longer timelines are slower, but are good in very low light situtations!
  tsl.setTiming(TSL2561_INTEGRATIONTIME_13MS);  // shortest integration time (bright light)
  //tsl.setTiming(TSL2561_INTEGRATIONTIME_101MS);  // medium integration time (medium light)
  //tsl.setTiming(TSL2561_INTEGRATIONTIME_402MS);  // longest integration time (dim light)
  
  // Now we're ready to get readings!
}

void loop(void) {
  // Simple data read example. Just read the infrared, fullspecrtrum diode 
  // or 'visible' (difference between the two) channels.
  // This can take 13-402 milliseconds! Uncomment whichever of the following you want to read
  uint16_t x = tsl.getLuminosity(TSL2561_VISIBLE);     
  //uint16_t x = tsl.getLuminosity(TSL2561_FULLSPECTRUM);
  //uint16_t x = tsl.getLuminosity(TSL2561_INFRARED);
  
  Serial.println(x, DEC);

  // More advanced data read example. Read 32 bits with top 16 bits IR, bottom 16 bits full spectrum
  // That way you can do whatever math and comparisons you want!
  uint32_t lum = tsl.getFullLuminosity();
  uint16_t ir, full;
  ir = lum >> 16;
  full = lum & 0xFFFF;
  Serial.print("IR: "); Serial.print(ir);   Serial.print("\t\t");
  Serial.print("Full: "); Serial.print(full);   Serial.print("\t");
  Serial.print("Visible: "); Serial.print(full - ir);   Serial.print("\t");
  
  Serial.print("Lux: "); Serial.println(tsl.calculateLux(full, ir));
  
  delay(100); 
}

代码解读

这段代码使用 TSL2561 光照传感器 读取光强数据,并通过 串口打印亮度值(Lux),核心逻辑如下:

1. 传感器连接
✅ 使用 I2C (Wire.h),连接 SCL(时钟)到模拟 5,SDA(数据)到模拟 4 
✅ 传感器地址 → TSL2561_ADDR_FLOAT 默认浮动地址(0x39) 
✅ 可修改地址 → TSL2561_ADDR_LOW(0x29) 或 TSL2561_ADDR_HIGH(0x49)

2. 初始化
✅ tsl.begin() → 检测传感器是否正确连接 
✅ tsl.setGain(TSL2561_GAIN_16X); → 设置 16 倍增益,适用于低光环境 
✅ tsl.setTiming(TSL2561_INTEGRATIONTIME_13MS); → 设定积分时间,短时间适用于强光环境

3. 读取光照数据
✅ tsl.getLuminosity(TSL2561_VISIBLE); → 获取可见光强度 
✅ tsl.getLuminosity(TSL2561_INFRARED); → 获取红外线强度 
✅ tsl.getLuminosity(TSL2561_FULLSPECTRUM); → 获取全光谱数据

4. 计算亮度
✅ getFullLuminosity(); → 获取 32 位光照数据(高 16 位红外光,低 16 位全光谱) 
✅ calculateLux(full, ir); → 计算光照强度(Lux) 
✅ Serial.println(lux); → 打印 Lux 值

5. 循环读取
✅ delay(100); → 每 100 毫秒更新数据
这段代码让 TSL2561 传感器不断读取光照强度,包括可见光、红外光和 Lux 值,并在串口打印数据。


实验串口返回情况

 

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实验串口绘图器返回情况

 

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