RaspberrPi project source code
Guo Wenxue
2024-04-11 1dab8d0c424af912c01eea9337e82250c5ef648f
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
/*********************************************************************************
 *      Copyright:  (C) 2023 LingYun IoT System Studio
 *                  All rights reserved.
 *
 *       Filename:  sht20.c
 *    Description:  This file is the Lux sensor TSL2561 code
 *
 *        Version:  1.0.0(10/08/23)
 *         Author:  Guo Wenxue <guowenxue@gmail.com>
 *      ChangeLog:  1, Release initial version on "10/08/23 17:52:00"
 *
 * Pin connection:
 *               STH20 Module            Raspberry Pi Board
 *                   VCC      <----->      #Pin1(3.3V)
 *                   SDA      <----->      #Pin27(SDA, BCM GPIO0)
 *                   SCL      <----->      #Pin28(SCL, BCM GPIO1)
 *                   GND      <----->      GND
 *
 * /boot/config.txt:
 *                  dtoverlay=i2c0,pins_0_1
 *
 ********************************************************************************/
 
 
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <math.h>
#include <time.h>
#include <errno.h>
#include <libgen.h>
#include <getopt.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/i2c-dev.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
 
#define TSL2561_I2C_ADDR                0x39
 
#define CONTROL_REG                     0x80
#define REG_COUNT                       4
 
#define POWER_UP                        0x03
#define POWER_DOWN                      0x00
 
#define OFF                             0
#define ON                              1
 
/* Register Address  */
enum
{
    /* Channel_0 = DATA0HIGH<<8 + DATA0LOW */
    DATA0LOW = 0x8C,
    DATA0HIGH,
 
    /* Channel_1 = DATA1HIGH<<8 + DATA1LOW */
    DATA1LOW,
    DATA1HIGH,
};
 
static const int  regs_addr[REG_COUNT]={DATA0LOW, DATA0HIGH, DATA1LOW, DATA1HIGH};
 
float tsl2561_get_lux(int fd);
static inline void print_datime(void);
 
static inline void banner(const char *progname)
{
    printf("%s program Version v1.0.0\n", progname);
    printf("Copyright (C) 2023 LingYun IoT System Studio.\n");
}
 
static void program_usage(const char *progname)
{
 
    printf("Usage: %s [OPTION]...\n", progname);
    printf(" %s is TSL2561 Lux sensor program.\n", progname);
 
    printf(" -d[device  ]  Specify I2C device, such as /dev/i2c-0\n");
    printf(" -h[help    ]  Display this help information\n");
    printf(" -v[version ]  Display the program version\n");
 
    printf("\n");
    banner(progname);
    return;
}
 
int main(int argc, char **argv)
{
    int             fd, rv;
    float           lux;
    char           *dev = "/dev/i2c-0";
    char           *progname=NULL;
 
    struct option long_options[] = {
        {"device", required_argument, NULL, 'd'},
        {"version", no_argument, NULL, 'v'},
        {"help", no_argument, NULL, 'h'},
        {NULL, 0, NULL, 0}
    };
 
    progname = basename(argv[0]);
 
    /* Parser the command line parameters */
    while ((rv = getopt_long(argc, argv, "d:vh", long_options, NULL)) != -1)
    {
        switch (rv)
        {
            case 'd': /*  Set I2C device path: /dev/i2c-1 */
                dev = optarg;
                break;
 
            case 'v':  /*  Get software version */
                banner(progname);
                return EXIT_SUCCESS;
 
            case 'h':  /*  Get help information */
                program_usage(progname);
                return 0;
 
            default:
                break;
        }
    }
 
    /*+--------------------------------+
     *|     open /dev/i2c-x device     |
     *+--------------------------------+*/
    if( (fd=open(dev, O_RDWR)) < 0)
    {
        printf("i2c device '%s' open failed: %s\n", dev, strerror(errno));
        return -1;
    }
 
    while(1)
    {
        lux = tsl2561_get_lux(fd);
 
        print_datime();
        printf("TSLl2561 get lux: %.3f\n", lux);
 
        sleep(1);
    }
 
    close(fd);
    return 0;
}
 
static inline void print_datime(void)
{
    time_t         tmp;
    struct tm     *p;
 
    time(&tmp);
 
    p=localtime(&tmp);
 
 
    printf("%d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\t", (p->tm_year+1900),(p->tm_mon+1),
            p->tm_mday, p->tm_hour, p->tm_min, p->tm_sec);
 
}
 
static inline void msleep(unsigned long ms)
{
    struct timespec cSleep;
    unsigned long ulTmp;
 
    cSleep.tv_sec = ms / 1000;
    if (cSleep.tv_sec == 0)
    {
        ulTmp = ms * 10000;
        cSleep.tv_nsec = ulTmp * 100;
    }
    else
    {
        cSleep.tv_nsec = 0;
    }
 
    nanosleep(&cSleep, 0);
    return ;
}
 
void tsl2561_power(int fd, int cmd)
{
    struct i2c_msg               msg;
    struct i2c_rdwr_ioctl_data   data;
    unsigned char                buf[2];
 
    msg.addr= TSL2561_I2C_ADDR;
    msg.flags=0;  /* write */
    msg.len= 1;
    msg.buf= buf;
 
    data.nmsgs= 1;
    data.msgs= &msg;
 
    msg.buf[0]=CONTROL_REG;
    if( ioctl(fd, I2C_RDWR, &data) < 0 )
    {
        printf("%s() ioctl failure: %s\n", __func__, strerror(errno));
        return ;
    }
 
 
    if( cmd )
        msg.buf[0]=POWER_UP;
    else
        msg.buf[0]=POWER_DOWN;
 
    if( ioctl(fd, I2C_RDWR, &data) < 0 )
    {
        printf("%s() ioctl failure: %s\n", __func__, strerror(errno));
        return ;
    }
 
    return ;
}
 
int tsl2561_readreg(int fd, unsigned char regaddr, unsigned char *regval)
{
    struct i2c_msg               msg;
    struct i2c_rdwr_ioctl_data   data;
    unsigned char                buf[2];
 
    msg.addr= TSL2561_I2C_ADDR;
    msg.flags=0;  /* write */
    msg.len= 1;
    msg.buf= buf;
    msg.buf[0] = regaddr;
 
    data.nmsgs= 1;
    data.msgs= &msg;
 
    if( ioctl(fd, I2C_RDWR, &data) < 0 )
    {
        printf("%s() ioctl failure: %s\n", __func__, strerror(errno));
        return -1;
    }
 
    memset(buf, 0, sizeof(buf));
 
    msg.addr= TSL2561_I2C_ADDR;
    msg.flags=I2C_M_RD;  /* read */
    msg.len= 1;
    msg.buf= buf;
 
    data.nmsgs= 1;
    data.msgs= &msg;
 
    if( ioctl(fd, I2C_RDWR, &data) < 0 )
    {
        printf("%s() ioctl failure: %s\n", __func__, strerror(errno));
        return -1;
    }
 
    *regval = msg.buf[0];
    return 0;
}
 
float tsl2561_get_lux(int fd)
{
    int                 i;
    unsigned char       reg_data[REG_COUNT];
    unsigned char       buf;
 
    int                 chn0_data = 0;
    int                 chn1_data = 0;
 
    float               div = 0.0;
    float               lux = 0.0;
 
    tsl2561_power(fd, ON);
 
    msleep(410);  /* t(CONV) MAX 400ms */
 
    /* Read register Channel0 and channel1 data from register */
    for(i=0; i<REG_COUNT; i++)
    {
        tsl2561_readreg(fd, regs_addr[i], &reg_data[i]);
    }
 
    chn0_data = reg_data[1]*256 + reg_data[0]; /* Channel0 = DATA0HIGH<<8 + DATA0LOW  */
    chn1_data = reg_data[3]*256 + reg_data[2]; /* channel1 = DATA1HIGH<<8 +  DATA1LOW */
 
    if( chn0_data<=0 || chn1_data<0 )
    {
        lux = 0.0;
        goto OUT;
    }
 
    div = (float)chn1_data / (float)chn0_data;
 
    if( div>0 && div<=0.5 )
        lux = 0.304*chn0_data-0.062*chn0_data*pow(div,1.4);
 
    else if( div>0.5 && div<=0.61 )
        lux = 0.0224*chn0_data-0.031*chn1_data;
 
    else if( div>0.61 && div<=0.8 )
        lux = 0.0128*chn0_data-0.0153*chn1_data;
 
    else if( div>0.8 && div<=1.3 )
        lux = 0.00146*chn0_data-0.00112*chn1_data;
 
    else if( div>1.3 )
        lux = 0.0;
 
OUT:
    tsl2561_power(fd, OFF);
    return lux;
}
 
static inline void dump_buf(const char *prompt, char *buf, int size)
{
    int          i;
 
    if( !buf )
    {
        return ;
    }
 
    if( prompt )
    {
        printf("%-32s ", prompt);
    }
 
    for(i=0; i<size; i++)
    {
        printf("%02x ", buf[i]);
    }
    printf("\n");
 
    return ;
}