แสงเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการมองเห็น แสงเป็นรูปแบบหนึ่งของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า มันบรรทุกพลังงานในรูปของแพ็คเก็ตพลังงานขนาดเล็กที่เรียกว่าโฟตอน พลังงานในโฟตอนจะถูกถ่ายโอนไปยังวัตถุเมื่อพวกมันสัมผัสกับมัน ลักษณะของแสงนี้ใช้ในการออกแบบเซ็นเซอร์ที่สามารถตรวจจับแสงได้ เซ็นเซอร์เหล่านี้เรียกว่า เซ็นเซอร์แสง ดูดซับพลังงานจากแสงและเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าด้วยความช่วยเหลือของเอฟเฟกต์ตาแมว กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จะเป็นสัดส่วนกับความเข้มของแสงที่ตกกระทบกับเซ็นเซอร์และวัสดุเซ็นเซอร์ ด้วยหลักการนี้สามารถวัดความยาวคลื่นของแสงที่แตกต่างกันเช่น UV, IR, Ambient light ฯลฯ ... BH1750 เป็นเซ็นเซอร์ที่ออกแบบมาเพื่อวัดแสงโดยรอบ
BH1750 คืออะไร?
BH1750 เป็นเซนเซอร์วัดแสงแบบดิจิตอล ง่ายต่อการเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์เนื่องจากใช้ไฟล์ การสื่อสาร I2C มาตรการ. มันกินกระแสไฟต่ำมาก เซ็นเซอร์นี้ใช้ไฟล์ โฟโตไดโอด เพื่อรับรู้ถึงแสง โฟโตไดโอดนี้มีทางแยก PN เมื่อแสงตกกระทบคู่อิเล็กตรอน - รูจะถูกสร้างขึ้นในบริเวณพร่อง เนื่องจากผลโฟโตอิเล็กทริกภายในจึงมีการผลิตกระแสไฟฟ้าในโฟโตไดโอด กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้นี้เป็นสัดส่วนกับความเข้มของแสง กระแสไฟฟ้านี้เปลี่ยนเป็นแรงดันไฟฟ้าโดย Opamp .
แผนภาพบล็อกของ BH1750
บล็อกไดอะแกรมของ BH1750
เซ็นเซอร์วัดแสงโดยรอบประกอบด้วยโฟโตไดโอดที่สามารถตรวจจับแสงและแปลงเป็นไฟฟ้าได้ วัดแสงขึ้นอยู่กับความเข้มของแสง จากแผนภาพบล็อก PD คือโฟโตไดโอดที่ใช้ในการตรวจจับแสง การตอบสนองของมันเป็นค่าประมาณกับการตอบสนองของดวงตามนุษย์
ในเซ็นเซอร์ BH1750 มีการรวม Opamp - AMP ซึ่งจะแปลงกระแสจากโฟโตไดโอดเป็นแรงดันไฟฟ้า BH1750 ใช้ไฟล์ ADC เพื่อแปลงค่าแอนะล็อกที่ AMP ให้เป็นค่าดิจิทัล บล็อกลอจิก + I2C ที่แสดงในแผนภาพบล็อกเป็นหน่วยที่แปลงค่าความสว่างเป็น LUX และกระบวนการสื่อสาร I2C จะเกิดขึ้น OSC เป็นออสซิลเลเตอร์นาฬิกาภายในที่ 320kHz ซึ่งใช้เป็นนาฬิกาสำหรับลอจิกภายใน
แผนภูมิวงจรรวม
BH1750 ทำงานโดยใช้แรงดันไฟฟ้า 2.4V ถึง 3.6V BH1750FVI เป็นโมดูลหลักของเซ็นเซอร์ซึ่งต้องใช้ 3.3V ในการทำงาน ดังนั้นจึงใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าในวงจร SDA และ SCL เป็นพินที่ใช้สำหรับการสื่อสาร I2C ใช้ตัวต้านทานแบบพูลอัพ4.7kΩกับพินเหล่านี้
โหมดการวัดสำหรับ BH1750 มีสามประเภท H-resolution mode2 ใช้เวลา 120ms สำหรับการวัดและมีความละเอียด 0.5 lx โหมดความละเอียด H ใช้เวลาในการวัด 120ms แต่ความละเอียดคือ 1 lx L- ความละเอียดใช้เวลา 16ms สำหรับการวัดและความละเอียดคือ 4 lx โหมดความละเอียด H มีประโยชน์มากกว่าในความมืดและยังสามารถปฏิเสธเสียงรบกวนได้อย่างง่ายดาย
พินไดอะแกรม
BH1750- พิน - แผนภาพ
BH1750 มีจำหน่ายเป็น IC 5 พิน คำอธิบายพินของ IC แสดงไว้ด้านล่าง -
- Pin1- Vcc - คือพินแหล่งจ่ายไฟ แรงดันไฟฟ้าอยู่ในช่วง 2.4V ถึง 3.6V
- Pin-2 - GND- คือพินกราวด์ พินนี้เชื่อมต่อกับกราวด์ของวงจร
- Pin-3 - SCL- คือ Serial Clock Line พินนี้ใช้เพื่อให้พัลส์นาฬิกาสำหรับการสื่อสาร I2C ระหว่างเซ็นเซอร์และไมโครโปรเซสเซอร์
- Pin-4 - SDA- คือที่อยู่ข้อมูลอนุกรม พินนี้ใช้ในการสื่อสาร I2C เพื่อถ่ายโอนข้อมูลจากเซ็นเซอร์ไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์
- Pin-5- ADDR- คือพินที่อยู่อุปกรณ์ พินนี้ใช้เมื่อเชื่อมต่อมากกว่าหนึ่งโมดูลเพื่อเลือกที่อยู่
มี DVI พินอื่นซึ่งเป็นขั้วแรงดันอ้างอิงบัสของโมดูล I2C นอกจากนี้ยังใช้เป็นเทอร์มินัลรีเซ็ตแบบอะซิงโครนัส หลังจากใช้ Vcc แล้วควรตั้งค่า DVI เป็นโหมดปิดเครื่อง IC อาจทำงานไม่ถูกต้องหากไม่ได้ตั้งค่าเทอร์มินัลรีเซ็ตนี้หลังจากใช้ Vcc
ข้อมูลจำเพาะ
BH1750 เป็นเซนเซอร์ตรวจจับแสง Ambient light แบบอนุกรมแบบอนุกรม 16 บิต ข้อกำหนดบางประการของเซ็นเซอร์นี้มีดังนี้ -
- แหล่งจ่ายไฟที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่เหมาะสมของเซ็นเซอร์นี้คือ 2.4V -3.6V
- เซ็นเซอร์นี้กินกระแสน้อยมากที่ 0.12mA
- ไม่จำเป็นต้องใช้การคำนวณอื่น ๆ ในการวัดความเข้มของแสงค่าดิจิตอลโดยตรงจะถูกกำหนดให้กับ ไมโครโปรเซสเซอร์ .
- เซ็นเซอร์นี้มี ADC เพื่อแปลงความเข้มของแสงอนาล็อกเป็นค่า LUX แบบดิจิตอล
- BH1750 สามารถวัดความเข้มแสงได้ถึงช่วง 65535 lx หน่วย
- เซ็นเซอร์นี้ใช้โปรโตคอลการสื่อสาร I2C เพื่อส่งข้อมูลไปยังไมโครโปรเซสเซอร์
- BH1750FVI เป็นโมดูลหลักที่มีอยู่ในเซ็นเซอร์ โมดูลนี้ทำงานบน 3.3V ดังนั้นจึงใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้ากับ IC
- การแผ่รังสี IR มีผลน้อยมากต่อการวัดของเซ็นเซอร์นี้
- BH1750 ไม่ได้ขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดแสงที่ใช้
- BH1750 มีฟังก์ชั่นการปฏิเสธสัญญาณรบกวนแสง 50Hz / 60Hz
- ช่วงการวัดของเซ็นเซอร์สามารถปรับได้
- BH1750 มีรูปแบบการวัดที่น้อยมาก มีปัจจัยการเปลี่ยนแปลงประมาณ +/- 20%
- ช่วงอุณหภูมิในการทำงานของเซ็นเซอร์นี้อยู่ระหว่าง -40 ° C ถึง 85 ° C
- แรงดันอ้างอิงขั้นต่ำ I2C คือ 1.65V
- เซ็นเซอร์นี้ทำงานร่วมกับความถี่นาฬิกา I2C 400kHz
การใช้งาน BH1750
เซนเซอร์ตรวจจับแสงโดยรอบได้รับความนิยมในปี 2547 เมื่อใช้ในโทรศัพท์มือถือ ภายในปี 2547 โทรศัพท์มือถือ 30% ที่ใช้ในยุโรปมีเซ็นเซอร์วัดแสงโดยรอบซึ่งเพิ่มขึ้นเป็น 85% ภายในปี 2559 การใช้งานเซ็นเซอร์วัดแสงโดยรอบบางส่วนมีดังต่อไปนี้ -
- สิ่งเหล่านี้ใช้ในเซ็นเซอร์พัลส์เพื่อวัดความเข้มแสงของ LED
- โทรศัพท์มือถือมี BH1750 เพื่อปรับความสว่างของหน้าจอตามสภาพแสงภายนอก
- ใช้ในรถยนต์เพื่อเปิด / ปิดไฟหน้าตามความมืด
- BH1750 ยังใช้เพื่อควบคุมการเปิด / ปิดไฟถนนอัตโนมัติ
- BH1750 ใช้เพื่อปรับแสงไฟแป้นพิมพ์ในสมาร์ทโฟน
IC ทางเลือก
Ic บางตัวที่สามารถใช้แทน BH1750 ได้คือ TSL2561, VEML6035 เซ็นเซอร์แสงประเภทอื่น ๆ บางประเภท ได้แก่ LDR เซ็นเซอร์และ TCS3200
ปัจจุบัน BH1750 ถูกใช้อย่างมากสำหรับแอพพลิเคชั่นเช่นจอ LCD, Note PC, เครื่องเล่นเกมแบบพกพา, กล้องดิจิทัล, PDA, LCD TV เป็นต้นเพื่อมอบประสบการณ์การใช้งานที่สูงให้กับลูกค้า รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติทางไฟฟ้าของเซ็นเซอร์นี้สามารถพบได้ในเอกสารข้อมูล โหมดการวัดใดของ BH1750 ที่มีปัจจัยการปฏิเสธเสียงรบกวนสูง
