iio: light: Add driver for IDT ZOPT2201 ambient light and UVB sensor
authorPeter Meerwald-Stadler <pmeerw@pmeerw.net>
Sun, 5 Nov 2017 23:24:59 +0000 (00:24 +0100)
committerJonathan Cameron <Jonathan.Cameron@huawei.com>
Sat, 2 Dec 2017 10:39:48 +0000 (10:39 +0000)
Driver for 20-bit ALS and UV B sensor with I2C interface exposing
the following API:
  in_uvindex_input
  in_illuminance_raw
  in_illuminance_scale
  in_illuminance_scale_available
  in_intensity_uv_raw
  in_intensity_uv_scale
  in_intensity_uv_scale_available
  integration_time
  integration_time_available

Signed-off-by: Peter Meerwald-Stadler <pmeerw@pmeerw.net>
Signed-off-by: Jonathan Cameron <Jonathan.Cameron@huawei.com>
drivers/iio/light/Kconfig
drivers/iio/light/Makefile
drivers/iio/light/zopt2201.c [new file with mode: 0644]

index 2356ed9..6a5835f 100644 (file)
@@ -425,4 +425,14 @@ config VL6180
         To compile this driver as a module, choose M here: the
         module will be called vl6180.
 
+config ZOPT2201
+       tristate "ZOPT2201 ALS and UV B sensor"
+       depends on I2C
+       help
+        Say Y here if you want to build a driver for the IDT
+        ZOPT2201 ambient light and UV B sensor.
+
+        To compile this driver as a module, choose M here: the
+        module will be called zopt2201.
+
 endmenu
index c263469..f0176a8 100644 (file)
@@ -41,3 +41,4 @@ obj-$(CONFIG_US5182D)         += us5182d.o
 obj-$(CONFIG_VCNL4000)         += vcnl4000.o
 obj-$(CONFIG_VEML6070)         += veml6070.o
 obj-$(CONFIG_VL6180)           += vl6180.o
+obj-$(CONFIG_ZOPT2201)         += zopt2201.o
diff --git a/drivers/iio/light/zopt2201.c b/drivers/iio/light/zopt2201.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..041ac9e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,568 @@
+/*
+ * zopt2201.c - Support for IDT ZOPT2201 ambient light and UV B sensor
+ *
+ * Copyright 2017 Peter Meerwald-Stadler <pmeerw@pmeerw.net>
+ *
+ * This file is subject to the terms and conditions of version 2 of
+ * the GNU General Public License.  See the file COPYING in the main
+ * directory of this archive for more details.
+ *
+ * Datasheet: https://www.idt.com/document/dst/zopt2201-datasheet
+ * 7-bit I2C slave addresses 0x53 (default) or 0x52 (programmed)
+ *
+ * TODO: interrupt support, ALS/UVB raw mode
+ */
+
+#include <linux/module.h>
+#include <linux/i2c.h>
+#include <linux/mutex.h>
+#include <linux/err.h>
+#include <linux/delay.h>
+
+#include <linux/iio/iio.h>
+#include <linux/iio/sysfs.h>
+
+#define ZOPT2201_DRV_NAME "zopt2201"
+
+/* Registers */
+#define ZOPT2201_MAIN_CTRL             0x00
+#define ZOPT2201_LS_MEAS_RATE          0x04
+#define ZOPT2201_LS_GAIN               0x05
+#define ZOPT2201_PART_ID               0x06
+#define ZOPT2201_MAIN_STATUS           0x07
+#define ZOPT2201_ALS_DATA              0x0d /* LSB first, 13 to 20 bits */
+#define ZOPT2201_UVB_DATA              0x10 /* LSB first, 13 to 20 bits */
+#define ZOPT2201_UV_COMP_DATA          0x13 /* LSB first, 13 to 20 bits */
+#define ZOPT2201_COMP_DATA             0x16 /* LSB first, 13 to 20 bits */
+#define ZOPT2201_INT_CFG               0x19
+#define ZOPT2201_INT_PST               0x1a
+
+#define ZOPT2201_MAIN_CTRL_LS_MODE     BIT(3) /* 0 .. ALS, 1 .. UV B */
+#define ZOPT2201_MAIN_CTRL_LS_EN       BIT(1)
+
+/* Values for ZOPT2201_LS_MEAS_RATE resolution / bit width */
+#define ZOPT2201_MEAS_RES_20BIT                0 /* takes 400 ms */
+#define ZOPT2201_MEAS_RES_19BIT                1 /* takes 200 ms */
+#define ZOPT2201_MEAS_RES_18BIT                2 /* takes 100 ms, default */
+#define ZOPT2201_MEAS_RES_17BIT                3 /* takes 50 ms */
+#define ZOPT2201_MEAS_RES_16BIT                4 /* takes 25 ms */
+#define ZOPT2201_MEAS_RES_13BIT                5 /* takes 3.125 ms */
+#define ZOPT2201_MEAS_RES_SHIFT                4
+
+/* Values for ZOPT2201_LS_MEAS_RATE measurement rate */
+#define ZOPT2201_MEAS_FREQ_25MS                0
+#define ZOPT2201_MEAS_FREQ_50MS                1
+#define ZOPT2201_MEAS_FREQ_100MS       2 /* default */
+#define ZOPT2201_MEAS_FREQ_200MS       3
+#define ZOPT2201_MEAS_FREQ_500MS       4
+#define ZOPT2201_MEAS_FREQ_1000MS      5
+#define ZOPT2201_MEAS_FREQ_2000MS      6
+
+/* Values for ZOPT2201_LS_GAIN */
+#define ZOPT2201_LS_GAIN_1             0
+#define ZOPT2201_LS_GAIN_3             1
+#define ZOPT2201_LS_GAIN_6             2
+#define ZOPT2201_LS_GAIN_9             3
+#define ZOPT2201_LS_GAIN_18            4
+
+/* Values for ZOPT2201_MAIN_STATUS */
+#define ZOPT2201_MAIN_STATUS_POWERON   BIT(5)
+#define ZOPT2201_MAIN_STATUS_INT       BIT(4)
+#define ZOPT2201_MAIN_STATUS_DRDY      BIT(3)
+
+#define ZOPT2201_PART_NUMBER           0xb2
+
+struct zopt2201_data {
+       struct i2c_client *client;
+       struct mutex lock;
+       u8 gain;
+       u8 res;
+       u8 rate;
+};
+
+static const struct {
+       unsigned int gain; /* gain factor */
+       unsigned int scale; /* micro lux per count */
+} zopt2201_gain_als[] = {
+       {  1, 19200000 },
+       {  3,  6400000 },
+       {  6,  3200000 },
+       {  9,  2133333 },
+       { 18,  1066666 },
+};
+
+static const struct {
+       unsigned int gain; /* gain factor */
+       unsigned int scale; /* micro W/m2 per count */
+} zopt2201_gain_uvb[] = {
+       {  1, 460800 },
+       {  3, 153600 },
+       {  6,  76800 },
+       {  9,  51200 },
+       { 18,  25600 },
+};
+
+static const struct {
+       unsigned int bits; /* sensor resolution in bits */
+       unsigned long us; /* measurement time in micro seconds */
+} zopt2201_resolution[] = {
+       { 20, 400000 },
+       { 19, 200000 },
+       { 18, 100000 },
+       { 17,  50000 },
+       { 16,  25000 },
+       { 13,   3125 },
+};
+
+static const struct {
+       unsigned int scale, uscale; /* scale factor as integer + micro */
+       u8 gain; /* gain register value */
+       u8 res; /* resolution register value */
+} zopt2201_scale_als[] = {
+       { 19, 200000, 0, 5 },
+       {  6, 400000, 1, 5 },
+       {  3, 200000, 2, 5 },
+       {  2, 400000, 0, 4 },
+       {  2, 133333, 3, 5 },
+       {  1, 200000, 0, 3 },
+       {  1,  66666, 4, 5 },
+       {  0, 800000, 1, 4 },
+       {  0, 600000, 0, 2 },
+       {  0, 400000, 2, 4 },
+       {  0, 300000, 0, 1 },
+       {  0, 266666, 3, 4 },
+       {  0, 200000, 2, 3 },
+       {  0, 150000, 0, 0 },
+       {  0, 133333, 4, 4 },
+       {  0, 100000, 2, 2 },
+       {  0,  66666, 4, 3 },
+       {  0,  50000, 2, 1 },
+       {  0,  33333, 4, 2 },
+       {  0,  25000, 2, 0 },
+       {  0,  16666, 4, 1 },
+       {  0,   8333, 4, 0 },
+};
+
+static const struct {
+       unsigned int scale, uscale; /* scale factor as integer + micro */
+       u8 gain; /* gain register value */
+       u8 res; /* resolution register value */
+} zopt2201_scale_uvb[] = {
+       { 0, 460800, 0, 5 },
+       { 0, 153600, 1, 5 },
+       { 0,  76800, 2, 5 },
+       { 0,  57600, 0, 4 },
+       { 0,  51200, 3, 5 },
+       { 0,  28800, 0, 3 },
+       { 0,  25600, 4, 5 },
+       { 0,  19200, 1, 4 },
+       { 0,  14400, 0, 2 },
+       { 0,   9600, 2, 4 },
+       { 0,   7200, 0, 1 },
+       { 0,   6400, 3, 4 },
+       { 0,   4800, 2, 3 },
+       { 0,   3600, 0, 0 },
+       { 0,   3200, 4, 4 },
+       { 0,   2400, 2, 2 },
+       { 0,   1600, 4, 3 },
+       { 0,   1200, 2, 1 },
+       { 0,    800, 4, 2 },
+       { 0,    600, 2, 0 },
+       { 0,    400, 4, 1 },
+       { 0,    200, 4, 0 },
+};
+
+static int zopt2201_enable_mode(struct zopt2201_data *data, bool uvb_mode)
+{
+       u8 out = ZOPT2201_MAIN_CTRL_LS_EN;
+
+       if (uvb_mode)
+               out |= ZOPT2201_MAIN_CTRL_LS_MODE;
+
+       return i2c_smbus_write_byte_data(data->client, ZOPT2201_MAIN_CTRL, out);
+}
+
+static int zopt2201_read(struct zopt2201_data *data, u8 reg)
+{
+       struct i2c_client *client = data->client;
+       int tries = 10;
+       u8 buf[3];
+       int ret;
+
+       mutex_lock(&data->lock);
+       ret = zopt2201_enable_mode(data, reg == ZOPT2201_UVB_DATA);
+       if (ret < 0)
+               goto fail;
+
+       while (tries--) {
+               unsigned long t = zopt2201_resolution[data->res].us;
+
+               if (t <= 20000)
+                       usleep_range(t, t + 1000);
+               else
+                       msleep(t / 1000);
+               ret = i2c_smbus_read_byte_data(client, ZOPT2201_MAIN_STATUS);
+               if (ret < 0)
+                       goto fail;
+               if (ret & ZOPT2201_MAIN_STATUS_DRDY)
+                       break;
+       }
+
+       if (tries < 0) {
+               ret = -ETIMEDOUT;
+               goto fail;
+       }
+
+       ret = i2c_smbus_read_i2c_block_data(client, reg, sizeof(buf), buf);
+       if (ret < 0)
+               goto fail;
+
+       ret = i2c_smbus_write_byte_data(client, ZOPT2201_MAIN_CTRL, 0x00);
+       if (ret < 0)
+               goto fail;
+       mutex_unlock(&data->lock);
+
+       return (buf[2] << 16) | (buf[1] << 8) | buf[0];
+
+fail:
+       mutex_unlock(&data->lock);
+       return ret;
+}
+
+static const struct iio_chan_spec zopt2201_channels[] = {
+       {
+               .type = IIO_LIGHT,
+               .address = ZOPT2201_ALS_DATA,
+               .info_mask_separate = BIT(IIO_CHAN_INFO_RAW) |
+                                     BIT(IIO_CHAN_INFO_SCALE),
+               .info_mask_shared_by_all = BIT(IIO_CHAN_INFO_INT_TIME),
+       },
+       {
+               .type = IIO_INTENSITY,
+               .modified = 1,
+               .channel2 = IIO_MOD_LIGHT_UV,
+               .address = ZOPT2201_UVB_DATA,
+               .info_mask_separate = BIT(IIO_CHAN_INFO_RAW) |
+                                     BIT(IIO_CHAN_INFO_SCALE),
+               .info_mask_shared_by_all = BIT(IIO_CHAN_INFO_INT_TIME),
+       },
+       {
+               .type = IIO_UVINDEX,
+               .info_mask_separate = BIT(IIO_CHAN_INFO_PROCESSED),
+       },
+};
+
+static int zopt2201_read_raw(struct iio_dev *indio_dev,
+                               struct iio_chan_spec const *chan,
+                               int *val, int *val2, long mask)
+{
+       struct zopt2201_data *data = iio_priv(indio_dev);
+       u64 tmp;
+       int ret;
+
+       switch (mask) {
+       case IIO_CHAN_INFO_RAW:
+               ret = zopt2201_read(data, chan->address);
+               if (ret < 0)
+                       return ret;
+               *val = ret;
+               return IIO_VAL_INT;
+       case IIO_CHAN_INFO_PROCESSED:
+               ret = zopt2201_read(data, ZOPT2201_UVB_DATA);
+               if (ret < 0)
+                       return ret;
+               *val = ret * 18 *
+                       (1 << (20 - zopt2201_resolution[data->res].bits)) /
+                       zopt2201_gain_uvb[data->gain].gain;
+               return IIO_VAL_INT;
+       case IIO_CHAN_INFO_SCALE:
+               switch (chan->address) {
+               case ZOPT2201_ALS_DATA:
+                       *val = zopt2201_gain_als[data->gain].scale;
+                       break;
+               case ZOPT2201_UVB_DATA:
+                       *val = zopt2201_gain_uvb[data->gain].scale;
+                       break;
+               default:
+                       return -EINVAL;
+               }
+
+               *val2 = 1000000;
+               *val2 *= (1 << (zopt2201_resolution[data->res].bits - 13));
+               tmp = div_s64(*val * 1000000ULL, *val2);
+               *val = div_s64_rem(tmp, 1000000, val2);
+
+               return IIO_VAL_INT_PLUS_MICRO;
+       case IIO_CHAN_INFO_INT_TIME:
+               *val = 0;
+               *val2 = zopt2201_resolution[data->res].us;
+               return IIO_VAL_INT_PLUS_MICRO;
+       default:
+               return -EINVAL;
+       }
+}
+
+static int zopt2201_set_resolution(struct zopt2201_data *data, u8 res)
+{
+       int ret;
+
+       ret = i2c_smbus_write_byte_data(data->client, ZOPT2201_LS_MEAS_RATE,
+                                       (res << ZOPT2201_MEAS_RES_SHIFT) |
+                                       data->rate);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       data->res = res;
+
+       return 0;
+}
+
+static int zopt2201_write_resolution(struct zopt2201_data *data,
+                                    int val, int val2)
+{
+       int i, ret;
+
+       if (val != 0)
+               return -EINVAL;
+
+       for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zopt2201_resolution); i++)
+               if (val2 == zopt2201_resolution[i].us) {
+                       mutex_lock(&data->lock);
+                       ret = zopt2201_set_resolution(data, i);
+                       mutex_unlock(&data->lock);
+                       return ret;
+               }
+
+       return -EINVAL;
+}
+
+static int zopt2201_set_gain(struct zopt2201_data *data, u8 gain)
+{
+       int ret;
+
+       ret = i2c_smbus_write_byte_data(data->client, ZOPT2201_LS_GAIN, gain);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       data->gain = gain;
+
+       return 0;
+}
+
+static int zopt2201_write_scale_als_by_idx(struct zopt2201_data *data, int idx)
+{
+       int ret;
+
+       mutex_lock(&data->lock);
+       ret = zopt2201_set_resolution(data, zopt2201_scale_als[idx].res);
+       if (ret < 0)
+               goto unlock;
+
+       ret = zopt2201_set_gain(data, zopt2201_scale_als[idx].gain);
+
+unlock:
+       mutex_unlock(&data->lock);
+       return ret;
+}
+
+static int zopt2201_write_scale_als(struct zopt2201_data *data,
+                                    int val, int val2)
+{
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zopt2201_scale_als); i++)
+               if (val == zopt2201_scale_als[i].scale &&
+                   val2 == zopt2201_scale_als[i].uscale) {
+                       return zopt2201_write_scale_als_by_idx(data, i);
+               }
+
+       return -EINVAL;
+}
+
+static int zopt2201_write_scale_uvb_by_idx(struct zopt2201_data *data, int idx)
+{
+       int ret;
+
+       mutex_lock(&data->lock);
+       ret = zopt2201_set_resolution(data, zopt2201_scale_als[idx].res);
+       if (ret < 0)
+               goto unlock;
+
+       ret = zopt2201_set_gain(data, zopt2201_scale_als[idx].gain);
+
+unlock:
+       mutex_unlock(&data->lock);
+       return ret;
+}
+
+static int zopt2201_write_scale_uvb(struct zopt2201_data *data,
+                                    int val, int val2)
+{
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zopt2201_scale_uvb); i++)
+               if (val == zopt2201_scale_uvb[i].scale &&
+                   val2 == zopt2201_scale_uvb[i].uscale)
+                       return zopt2201_write_scale_uvb_by_idx(data, i);
+
+       return -EINVAL;
+}
+
+static int zopt2201_write_raw(struct iio_dev *indio_dev,
+                             struct iio_chan_spec const *chan,
+                             int val, int val2, long mask)
+{
+       struct zopt2201_data *data = iio_priv(indio_dev);
+
+       switch (mask) {
+       case IIO_CHAN_INFO_INT_TIME:
+               return zopt2201_write_resolution(data, val, val2);
+       case IIO_CHAN_INFO_SCALE:
+               switch (chan->address) {
+               case ZOPT2201_ALS_DATA:
+                       return zopt2201_write_scale_als(data, val, val2);
+               case ZOPT2201_UVB_DATA:
+                       return zopt2201_write_scale_uvb(data, val, val2);
+               default:
+                       return -EINVAL;
+               }
+       }
+
+       return -EINVAL;
+}
+
+static ssize_t zopt2201_show_int_time_available(struct device *dev,
+                                               struct device_attribute *attr,
+                                               char *buf)
+{
+       size_t len = 0;
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zopt2201_resolution); i++)
+               len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len, "0.%06lu ",
+                                zopt2201_resolution[i].us);
+       buf[len - 1] = '\n';
+
+       return len;
+}
+
+static IIO_DEV_ATTR_INT_TIME_AVAIL(zopt2201_show_int_time_available);
+
+static ssize_t zopt2201_show_als_scale_avail(struct device *dev,
+                                            struct device_attribute *attr,
+                                            char *buf)
+{
+       ssize_t len = 0;
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zopt2201_scale_als); i++)
+               len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len, "%d.%06u ",
+                                zopt2201_scale_als[i].scale,
+                                zopt2201_scale_als[i].uscale);
+       buf[len - 1] = '\n';
+
+       return len;
+}
+
+static ssize_t zopt2201_show_uvb_scale_avail(struct device *dev,
+                                            struct device_attribute *attr,
+                                            char *buf)
+{
+       ssize_t len = 0;
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zopt2201_scale_uvb); i++)
+               len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len, "%d.%06u ",
+                                zopt2201_scale_uvb[i].scale,
+                                zopt2201_scale_uvb[i].uscale);
+       buf[len - 1] = '\n';
+
+       return len;
+}
+
+static IIO_DEVICE_ATTR(in_illuminance_scale_available, 0444,
+                      zopt2201_show_als_scale_avail, NULL, 0);
+static IIO_DEVICE_ATTR(in_intensity_uv_scale_available, 0444,
+                      zopt2201_show_uvb_scale_avail, NULL, 0);
+
+static struct attribute *zopt2201_attributes[] = {
+       &iio_dev_attr_integration_time_available.dev_attr.attr,
+       &iio_dev_attr_in_illuminance_scale_available.dev_attr.attr,
+       &iio_dev_attr_in_intensity_uv_scale_available.dev_attr.attr,
+       NULL
+};
+
+static const struct attribute_group zopt2201_attribute_group = {
+       .attrs = zopt2201_attributes,
+};
+
+static const struct iio_info zopt2201_info = {
+       .read_raw = zopt2201_read_raw,
+       .write_raw = zopt2201_write_raw,
+       .attrs = &zopt2201_attribute_group,
+};
+
+static int zopt2201_probe(struct i2c_client *client,
+                         const struct i2c_device_id *id)
+{
+       struct zopt2201_data *data;
+       struct iio_dev *indio_dev;
+       int ret;
+
+       if (!i2c_check_functionality(client->adapter,
+                                    I2C_FUNC_SMBUS_READ_I2C_BLOCK))
+               return -EOPNOTSUPP;
+
+       ret = i2c_smbus_read_byte_data(client, ZOPT2201_PART_ID);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+       if (ret != ZOPT2201_PART_NUMBER)
+               return -ENODEV;
+
+       indio_dev = devm_iio_device_alloc(&client->dev, sizeof(*data));
+       if (!indio_dev)
+               return -ENOMEM;
+
+       data = iio_priv(indio_dev);
+       i2c_set_clientdata(client, indio_dev);
+       data->client = client;
+       mutex_init(&data->lock);
+
+       indio_dev->dev.parent = &client->dev;
+       indio_dev->info = &zopt2201_info;
+       indio_dev->channels = zopt2201_channels;
+       indio_dev->num_channels = ARRAY_SIZE(zopt2201_channels);
+       indio_dev->name = ZOPT2201_DRV_NAME;
+       indio_dev->modes = INDIO_DIRECT_MODE;
+
+       data->rate = ZOPT2201_MEAS_FREQ_100MS;
+       ret = zopt2201_set_resolution(data, ZOPT2201_MEAS_RES_18BIT);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       ret = zopt2201_set_gain(data, ZOPT2201_LS_GAIN_3);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       return devm_iio_device_register(&client->dev, indio_dev);
+}
+
+static const struct i2c_device_id zopt2201_id[] = {
+       { "zopt2201", 0 },
+       { }
+};
+MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, zopt2201_id);
+
+static struct i2c_driver zopt2201_driver = {
+       .driver = {
+               .name   = ZOPT2201_DRV_NAME,
+       },
+       .probe  = zopt2201_probe,
+       .id_table = zopt2201_id,
+};
+
+module_i2c_driver(zopt2201_driver);
+
+MODULE_AUTHOR("Peter Meerwald-Stadler <pmeerw@pmeerw.net>");
+MODULE_DESCRIPTION("IDT ZOPT2201 ambient light and UV B sensor driver");
+MODULE_LICENSE("GPL");