VHL4020近距离感应开发板试用体验

首先非常感谢电子这个平台能给我这个机会来体验vhl4020。刚好有个项目想做low cost的手势识别，本来打算用超声波传感器来做的。超声波传感器有他的优点，距离可以达到米级，方向性强，但是个头实在不小，每个检测点都要个成对的收发头。相比而言，VHL4020检测距离不远（最大25cm），不过作为手势是足够了。他的好处就是只要一个接收头，可以一对多。因为对手势感兴趣，所以花点时间看了一下VHL4020实现手势的原理，有不少心得收获，也因此开了不少脑洞。

VHL4020本质上是红外发射器加红外光检测传感器，他能检测接收到的红外光强度，转换成电流，fully integrated集成度高指的就是这两者的集成。功能强度，我的理解是几方面：

1.      自带的红外发射，强度可调节，即调节IRED的电流值，具体可参看寄存器#3；

2.      接收分两个检测器，一个是接近检测，这个是看反射；二一个是环境光检测，这两者的分辨率都高达16位，按照资料里的介绍：环境光检测达到了人眼的敏感度。

3.      可以使用外接的红外管。这第三点尤为重要，可以说就是通过这一点达到了手势识别的扩展。

架构图如下图所示：

经过对着123的优点思考，我感觉VHL4020至少可以用在如下几方面，甚至都有了一些产品的想法：

A.     手势识别，远不止VISHAY官方板子上面的两路，做的好，做4路甚至更多都没问题；

B.     接近开关；例如手机上面的脸部感应等；

C.     测光仪；要知道摄影界的测光仪可是非常贵的。做个简易的测光仪，作为手机配件，或者直接做在手机里，相信也是个大卖点呢^_^

D.     流水线的节点检测；

E.      智能家居：例如根据环境光智能调节亮度的台灯；

F.      Etc…看大家脑洞啦

因为对手势感兴趣，因此特别看了一下《vcnl4020gesture control & Proximty sensor board》，这个板子和世平的开发板不一样，世平的板没有做gesture手势识别。不过也没什么遗憾了，因为我大致明白了原理了，以后自己做也是可以的。下面我把我的理解大致阐述一下：

这个手势识别，说白了，就是利用VHL4020可以外接IR发射管的特点，再加点脑洞，就实现了。VHL的管板原理图如下图所示：

但实际上，它并不是“同时”采集和检测两路IR信号，这也不符合VCNL4020的特性（它仅有一个16位的接近检测结果寄存器），他是采用“分时发射/检测”的方法来实现的。分时发射是由上位机软件来控制触发的。如下图：

分时控制的逻辑，就是先让D2发光并检测距离，然后再让D3发光并检测距离，如此往复循环。只是这个控制在很短时间里完成，变得好像是“同时”采集到了2路光源的接近，然后在一段时间里判断距离的变化，从而判断出，到底是手从左向右移动还是从右向左移动。控制逻辑在该文档中可以查到。

  然后判断手势移动的曲线和逻辑如下（蓝色表示D2，红色表示D3，实际可能都是红外光）：

    综上可以看出，VHL4020做简单的扩展，就能识别出左移和右移这两个动作了，那可以畅想一下：弄一个圆圈的IR管，然后分时检测，更多手势也成为可能了，例如顺时针/逆时针转动。

收到快递还是蛮惊喜的，开箱照就免了，反正只是我自己爽。只是要特别夸一下世平，良心企业呐，给的资料居然用一个8GB的全金属u盘来装，颜值也很高。U盘以后可以用于其他用途，上面有印世平的logo，也算以后走到哪都在帮金主打广告啦。

板子USB给电就可以点亮，开机先显示了1秒的世平的logo后，屏幕显示了两个值：Proxi_DATA=XXX,以及AMBI_DATA=xxx。

经过上一节的分析可以得知，Proxi_DATA应该就是接近检测的值，AMBI_DATA应该是环境光源的值。可以做个简单测试：

测试1：什么都没遮挡的情况下，读数为Proxi_DATA=3123, AMBI_DATA=189

测试2：用手指遮住情况下，读数为Proxi_DATA=35727,AMBI_DATA=6，可以看出接近寄存器读取值在急剧变大，说明检测到距离发生较大变化，而环境光检测则变化不明显（6可能是因为我手指皮肤太黑，呵呵）。

测试3：在30cm处，用一个强光源（手机闪光灯）照射情况下，读数为Proxi_DATA=3143, AMBI_DATA=9441，可以看出，接近结果寄存器的读数基本和测试1一样，没什么变化。而环境光检测寄存器则急剧变化到了9441。

从这3个小测试也可以看出VHL4020的基本功能：测距和测光，这2个功能在智能家居，特别是智能小家电及移动终端上非常的有用。用郭德纲的话讲，前景真的是可以有一想之美。

抱歉前阵子在封闭，导致了一些耽搁，这几天好好看资料，把玩了一下。越来越觉得这个sensor蛮不错的，不过功耗如果能控制下来，可能会更好，待机电流能做到1.5uA，工作要200mA有些大了。
好久没写嵌入式代码了，后面看有时间把例程和软件部分补上。开环境是已经搞定了。

三、软件开发

通过u盘内的code解压，可以获得demo工程的源码。不得不说世平的开发能力还是不错的，对于工具的支持也不错，帮忙建立好了keil的、IAR的、lpcxpresso（不熟）的工程，可以根据自己熟悉的IDE环境进行开发。

这里要多嘴说一下，我原来使用的是keil5早期的版本，内部版本号4.97，安装完目录里面都还叫uv4.exe。这个版本是不能用的，主要体现在：1.没有办法在线更新器件pack文件，一直卡在这里的童鞋赶紧升级版本；2.我去keil官网下载离线的NXP8xx的pack包，在这版本上安装不了，会报错说无法识别，说只支持1.0的，而对于LPC824的支持至少要1.2版本。去官网上下载了较新的keil MDK5，一切就OK了（keil现在很厚道，不用license也能编译开发）。

前面如何安装keil MDK及安装pack就不赘述了，反正如果打开工程提示说“未知设备LPC824M201JHI33”的话，说明keil不对或pack没装好，重新装就是了。下面是连接目标板。为了开发兼容性，我一直使用的是win7,纯净版，这个版本也从未让我失望过。具体步骤可以参考资料内，世平提供的简易操作手册。大致的记录如下：

1.      首先安装资料目录内的mbedWinSerial_16466.exe，一切OK；

2.      板子通过USB连接电脑后，提示安装驱动后确认，会安装一个usb串口驱动，安装好后去设备管理器查看，会多了一个“mbed Serial Port(COM5)”设备，电脑下面多了个叫“MBED”盘符，盘符可打开，但才48KB容量，我没去操作它；

3.      打开keil MDK5，project-> Open project，然后去代码目录下的“code\applications\lpc8xx\keil_uvision_projects”目录打开工程。得到例程的工程目录数，选择最下面的工程，右键切为活跃工程，然后按F7或者选择rebuild，完整编译后，即可得到我们自己的镜像。

不同于其他童鞋遇到的问题，烧写过程非常的顺利我不需要配置flash工具，就能够直接用usb download烧写程序了。我想可能得益于pack包和keil MDK5的正确版本兼容（说明的是，我安装的是Keil.LPC800_DFP.1.3.0.pack，这是官网目前最新的版本，对LPC824支持很好）。

烧写非常简单，编译完毕后，点击编译按钮旁的“download”按键即可进入烧写过程。如下图。

等待10秒左右就烧写完毕，按板子的reset按钮就可以看到效果啦。下图是我的简单的修改，基本显示内容调整一下并显示一个对勾图形，采用代码里面的PUTGraph函数实现的。

再详细的修改，demo板就没法实现了，只能等自己做板子来弄了。到这里这次评测基本就结束了，最后说说我的感受。最大的感受就是VHL4020真的是简单易用，总共也就0~15共16个寄存器，可以轮询也可以中断触发，非常简便，相信不久就能看到相关的产品应用面市了。

终于把评测忙活完了。希望能让各位看官满意。
我觉得世平这个板子还有一个最大的优点我还没测出来，就是和Arduino接口兼容。假如您的设计是使用了Arduino方案的话，这个产品可以直接作为您的一个外设使用，而且不用再改板了，真的是非常方便。希望能看到有arduino这方面的大牛现身说法，还没机会接触Arduino是我的一个遗憾。

谢谢小编分享自己的经验 太厉害了