Ánh sáng là cần thiết cho thị giác. Ánh sáng là một dạng bức xạ điện từ. Nó mang năng lượng dưới dạng các gói năng lượng nhỏ gọi là Photon. Năng lượng trong photon được truyền cho các vật thể khi chúng tiếp xúc với nó. Đặc tính này của ánh sáng được sử dụng trong việc thiết kế cảm biến có thể phát hiện ánh sáng. Những cảm biến này được gọi là cảm biến ánh sáng , hấp thụ năng lượng từ ánh sáng và biến đổi thành điện năng với sự hỗ trợ của hiệu ứng quang điện. Điện năng được tạo ra sẽ tỷ lệ với cường độ ánh sáng chiếu vào cảm biến và vật liệu cảm biến. Với nguyên tắc này, các bước sóng ánh sáng khác nhau như UV, IR, ánh sáng xung quanh, vv… có thể được đo. BH1750 là cảm biến được thiết kế để đo ánh sáng xung quanh.

BH1750 là gì?

BH1750 là cảm biến ánh sáng Môi trường kỹ thuật số. Dễ dàng giao tiếp với bộ vi điều khiển, vì nó sử dụng Giao tiếp I2C giao thức. Nó tiêu thụ một lượng dòng điện rất thấp. Cảm biến này sử dụng một điốt quang để cảm nhận ánh sáng. Điốt quang này chứa một điểm nối PN. Khi ánh sáng chiếu vào nó, các cặp electron-lỗ trống được tạo ra trong vùng suy giảm. Do hiệu ứng quang điện bên trong, điện được tạo ra trong điốt quang. Điện năng sinh ra này tỷ lệ với cường độ ánh sáng. Điện năng này được thay đổi thành điện áp bởi Opamp .

“kiểm tra tụ điện xoay chiều với đồng hồ vạn năng ”

Sơ đồ khối của BH1750

Sơ đồ khối-của-BH1750

Cảm biến ánh sáng xung quanh chứa một diode quang có thể cảm nhận ánh sáng và chuyển nó thành điện năng. Ánh sáng được đo tùy thuộc vào cường độ của nó. Từ sơ đồ khối, PD là điốt quang được sử dụng để cảm nhận ánh sáng. Phản ứng của nó gần đúng với phản ứng của mắt người.

Trong cảm biến BH1750 một Opamp - AMP được tích hợp để chuyển đổi dòng điện từ điốt quang thành điện áp. BH1750 sử dụng một ADC để chuyển đổi các giá trị tương tự do AMP cung cấp thành các giá trị kỹ thuật số. Khối logic + I2C được hiển thị trong sơ đồ khối là đơn vị nơi các giá trị độ rọi được chuyển đổi thành LUX và quá trình giao tiếp I2C diễn ra. OSC là bộ dao động xung nhịp bên trong 320kHz, được sử dụng làm xung nhịp cho logic bên trong.

Sơ đồ mạch

BH1750 hoạt động với điện áp cung cấp từ 2,4V đến 3,6V. BH1750FVI là mô-đun chính của cảm biến yêu cầu 3.3V để hoạt động. Vì vậy, một bộ điều chỉnh điện áp được sử dụng trong mạch. SDA và SCL là các chân được sử dụng cho giao tiếp I2C. 4,7kΩ của điện trở pullup được sử dụng với các chân này.

Có ba loại chế độ đo cho BH1750. Chế độ độ phân giải H2 mất 120ms để đo và có độ phân giải 0,5 lx. Chế độ độ phân giải H cũng mất 120ms để đo nhưng độ phân giải của nó là 1 lx. Độ phân giải L mất 16ms để đo và độ phân giải của nó là 4 lx. Chế độ độ phân giải H hữu ích hơn trong bóng tối và nó cũng có thể dễ dàng loại bỏ tiếng ồn.

“liệt kê bốn danh mục chính của mô-đun bộ nhớ và đề cập đến cách chúng được sử dụng ngày nay. ”

Sơ đồ chân

BH1750-Sơ đồ chân

BH1750 có sẵn dưới dạng IC 5 chân. Mô tả chân của IC được đưa ra dưới đây-

Pin1- Vcc - là chân cấp nguồn. Điện áp cung cấp nằm trong khoảng từ 2,4V đến 3,6V.
Pin-2 - GND- là chân nối đất. Chân này được nối với đất của mạch.
Pin-3 - SCL- là Dòng Đồng hồ Nối tiếp. Chân này được sử dụng để cung cấp xung đồng hồ cho giao tiếp I2C giữa cảm biến và bộ vi xử lý.
Pin-4 - SDA-là Địa chỉ Dữ liệu Nối tiếp. Chân này được sử dụng bởi giao tiếp I2C để truyền dữ liệu từ cảm biến đến vi điều khiển.
Pin-5- ADDR- là Pin địa chỉ thiết bị. Chân này được sử dụng khi nhiều hơn một mô-đun được kết nối, để chọn địa chỉ.

Có một chân DVI khác là đầu nối điện áp tham chiếu bus của mô-đun I2C. Nó cũng được sử dụng như một thiết bị đầu cuối thiết lập lại không đồng bộ. Sau khi Vcc được áp dụng, DVI sẽ được đặt ở chế độ tắt nguồn. IC có thể không hoạt động bình thường nếu đầu nối đặt lại này không được đặt sau khi áp dụng Vcc.

Thông số kỹ thuật

BH1750 là cảm biến ánh sáng xung quanh kỹ thuật số loại đầu ra nối tiếp 16 bit. Một số thông số kỹ thuật của cảm biến này như sau-

Nguồn điện cần thiết cho hoạt động bình thường của cảm biến này là 2,4V -3,6V.
Cảm biến này tiêu thụ dòng điện rất ít là 0,12mA.
Không cần tính toán nào khác để đo cường độ ánh sáng, các giá trị kỹ thuật số trực tiếp được cung cấp cho bộ vi xử lý .
Cảm biến này có một ADC để chuyển đổi cường độ ánh sáng tương tự sang giá trị LUX kỹ thuật số.
BH1750 có thể đo cường độ ánh sáng lên đến 65535 đơn vị lx.
Cảm biến này sử dụng giao thức truyền thông I2C để gửi dữ liệu đến bộ vi xử lý.
BH1750FVI là mô-đun chính có trong cảm biến. Mô-đun này hoạt động trên 3.3V. Vì vậy, một bộ điều chỉnh điện áp được sử dụng với IC.
Bức xạ hồng ngoại có rất ít ảnh hưởng đến các phép đo của cảm biến này.
BH1750 không phụ thuộc vào nguồn sáng sử dụng.
BH1750 có chức năng loại bỏ tiếng ồn ánh sáng 50Hz / 60Hz.
Phạm vi đo của cảm biến có thể điều chỉnh được.
BH1750 có một biến thể đo lường rất nhỏ. Nó có hệ số biến thiên khoảng +/- 20%.
Phạm vi nhiệt độ hoạt động của cảm biến này là từ -40 ° C đến 85 ° C.
Điện áp tham chiếu I2C tối thiểu là 1,65V.
Cảm biến này hoạt động với tần số xung nhịp 400kHz của I2C.

Các ứng dụng của BH1750

Cảm biến ánh sáng xung quanh trở nên phổ biến vào năm 2004 khi chúng được sử dụng trong điện thoại di động. Đến năm 2004, 30% điện thoại di động được sử dụng ở châu Âu có cảm biến ánh sáng xung quanh, con số này tăng lên 85% vào năm 2016. Một số ứng dụng của cảm biến ánh sáng xung quanh được liệt kê dưới đây-

Chúng được sử dụng trong cảm biến xung để đo cường độ ánh sáng của đèn LED.
Điện thoại di động có BH1750 để điều chỉnh độ sáng của màn hình theo điều kiện ánh sáng bên ngoài.
Dùng trên xe để BẬT / TẮT đèn pha theo bóng tối.
BH1750 cũng được sử dụng để điều khiển việc bật / tắt đèn đường tự động.
BH1750 được sử dụng để điều chỉnh đèn nền bàn phím trong điện thoại thông minh.

IC thay thế

Một số Ic có thể được sử dụng thay thế cho BH1750 là TSL2561, VEML6035. Một số loại cảm biến ánh sáng khác là LDR cảm biến và TCS3200.

Ngày nay BH1750 được sử dụng nhiều cho các ứng dụng như màn hình LCD, Note PC, Máy chơi game cầm tay, Máy ảnh kỹ thuật số, PDA, TV LCD, ... nhằm mang lại trải nghiệm người dùng cao cho khách hàng. Có thể tìm thấy thêm chi tiết về các đặc tính điện của cảm biến này trong biểu dữ liệu của nó. Chế độ đo nào của BH1750 có hệ số loại bỏ tiếng ồn cao?