Matrix - Photoresistor

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1 Introduction

Photoresistor

• The Matrix-Photoresistor is a photoresistor module. It has a 3 pin 2.54mm spacing pin-header of which V is supply voltage, G is ground and s is output analog signal. The output signal decreases with increasing incident light intensity. Users can convert its output analog signal to a digital signal via ADC conversion.
• Output Voltage: 0 ~ Vcc

2 Features

• GPIO 3.3/5V
• Small
• 2.54mm spacing pin-header
• PCB Dimension(mm): 8 x 24

• Pin Description:

Pin	Description
S	Analog GPIO
V	Supply Voltage 5V
G	Ground

3 工作原理

• 模块主要器件是一个光敏电阻，光敏电阻的制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。在电源激励下，输出端分压减小。

4 下载Matrix源码

Matrix配件相关的代码是完全开源的，统一由一个仓库进行管理：https://github.com/friendlyarm/matrix.git
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。

• nanopi分支用于支持NanoPi；
• nanopi2分支用于支持NanoPi 2；
• tiny4412分支用于支持Tiny4412；
• raspberrypi分支用于支持RaspberryPi；

在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例

$ sudo apt-get install git

克隆Matrix配件代码仓库

$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录，里面存放着所有Matrix配件的代码。

5 与NanoPi 2连接使用

5.1 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Photoresistor和NanoPi 2：

连接说明：

Matrix-Analog_to_Digital_Converter	NanoPi 2
SDA	Pin3
SCL	Pin5
5V	Pin4
GND	Pin6

Matrix-Photoresistor
GND	NanoPi 2 Pin9
5V	NanoPi 2 Pin2
S	Matrix-Analog_to_Digital_Converter A0

光敏电阻输出的是模拟信号，需要使用ADC转换模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter将模拟信号转换为数字信号。
先把模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter接在NanoPi 2上，然后将模块Matrix-Photoresistor的S引脚接在ADC转换模块的A0引脚。
关于模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter可参考wiki：Matrix-Analog_to_Digital_Converter。

5.2 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到nanopi2分支

$ cd matrix
$ git checkout nanopi2

编译Matrix配件代码

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。
编译成功后库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Photoresistor对应的测试程序为matrix-adc。
硬件驱动模块位于modules目录下，对应的驱动源码都包含在在NanoPi 2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git

5.3 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi 2的文件系统上。

$ cp modules /media/rootfs/ -r
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/

将SD卡重新插入NanoPi 2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令加载硬件驱动。

$ cd /modules
$ insmod pcf8591.ko

运行模块Matrix-Photoresistor的测试程序。

$ matrix-adc

运行效果如下：

5.4 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int i = 0;
    int value = 0;
    int channel = 0;
 
    if (argc == 2) {
        channel = atoi(argv[1]);
    }
 
    for (i=0; i<ADC_READ_TIMES; i++) {
        if (pcf8591Read(channel, &value) != -1) {
            printf("channel%d value=%d\n", channel, value);
        } else {
            printf("Fail to get channel%d value\n", channel);        
        }
        usleep(10000);
    }
    return 0;
}