Licht ist notwendig für den Sehsinn. Licht ist eine Form elektromagnetischer Strahlung. Es transportiert Energie in Form kleiner Energiepakete, die Photonen genannt werden. Die Energie im Photon wird auf die Objekte übertragen, wenn sie in Kontakt kommen. Diese Eigenschaft des Lichts wird bei der Entwicklung von Sensoren verwendet, die Licht erfassen können. Diese Sensoren bekannt als Lichtsensoren absorbieren die Energie aus Licht und wandeln sich mit Hilfe des photoelektrischen Effekts in Elektrizität um. Die erzeugte Elektrizität ist proportional zur Intensität des Lichts, das auf den Sensor und das Sensormaterial fällt. Mit diesem Prinzip können verschiedene Wellenlängen des Lichts wie UV, IR, Umgebungslicht usw. gemessen werden. BH1750 ist der Sensor zur Messung des Umgebungslichts.

Was ist BH1750?

BH1750 ist ein digitaler Umgebungslichtsensor. Es ist einfach, eine Schnittstelle mit einem Mikrocontroller herzustellen, da dieser den verwendet I2C-Kommunikation Protokoll. Es verbraucht sehr wenig Strom. Dieser Sensor verwendet a Fotodiode das Licht spüren. Diese Fotodiode enthält einen PN-Übergang. Wenn Licht darauf fällt, entstehen im Verarmungsbereich Elektronen-Loch-Paare. Aufgrund des internen photoelektrischen Effekts wird in der Fotodiode Elektrizität erzeugt. Diese erzeugte Elektrizität ist proportional zur Lichtintensität. Diese Elektrizität wird durch die in eine Spannung umgewandelt Opamp .

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Blockdiagramm von BH1750

Umgebungslichtsensoren enthalten eine Fotodiode, die Licht erfassen und in Elektrizität umwandeln kann. Licht wird in Abhängigkeit von seiner Intensität gemessen. Aus dem Blockdiagramm ist PD die Fotodiode, die zum Erfassen des Lichts verwendet wird. Seine Reaktion entspricht in etwa der Reaktion des menschlichen Auges.

Im BH1750-Sensor ist ein Opamp-AMP integriert, der den Strom von der Fotodiode in Spannung umwandelt. BH1750 verwendet eine ADC um die von AMP bereitgestellten analogen Werte in digitale Werte umzuwandeln. Der im Blockdiagramm gezeigte logische + I2C-Block ist die Einheit, in der die Beleuchtungsstärkewerte in LUX umgewandelt werden und der I2C-Kommunikationsprozess stattfindet. OSC ist der interne Taktoszillator von 320 kHz, der als Takt für die interne Logik verwendet wird.

Schaltplan

BH1750 arbeitet mit einer Versorgungsspannung von 2,4 V bis 3,6 V. BH1750FVI ist das Hauptmodul des Sensors, das zum Arbeiten 3,3 V benötigt. Daher wird in der Schaltung ein Spannungsregler verwendet. SDA und SCL sind die Pins für die I2C-Kommunikation. Mit diesen Pins werden 4,7 kΩ Pullup-Widerstände verwendet.

Es gibt drei Arten von Messmodi für BH1750. Der H-Auflösungsmodus2 benötigt 120 ms für die Messung und hat eine Auflösung von 0,5 lx. Der H-Auflösungsmodus benötigt ebenfalls 120 ms für die Messung, seine Auflösung beträgt jedoch 1 lx. Die L-Auflösung dauert 16 ms für die Messung und die Auflösung beträgt 4 lx. Der H-Auflösungsmodus ist bei Dunkelheit nützlicher und kann auch Rauschen leicht zurückweisen.

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Pin-Diagramm

BH1750-Pin-Diagramm

BH1750 ist als 5-poliger IC erhältlich. Die Pin-Beschreibung des IC ist unten angegeben.

Pin1 - Vcc - ist der Stromversorgungsstift. Die Versorgungsspannung liegt im Bereich von 2,4 V bis 3,6 V.
Pin-2 - GND- ist der Erdungsstift. Dieser Pin ist mit der Masse der Schaltung verbunden.
Pin-3 - SCL- ist die serielle Taktleitung. Dieser Pin wird verwendet, um einen Taktimpuls für die I2C-Kommunikation zwischen dem Sensor und dem Mikroprozessor bereitzustellen.
Pin-4 - SDA - ist die serielle Datenadresse. Dieser Pin wird von der I2C-Kommunikation verwendet, um die Daten vom Sensor zum Mikrocontroller zu übertragen.
Pin-5- ADDR- ist der Pin der Geräteadresse. Dieser Pin wird verwendet, wenn mehr als ein Modul angeschlossen ist, um die Adresse auszuwählen.

Es gibt einen weiteren Pin DVI, der die Busreferenzspannungsklemme des I2C-Moduls ist. Es wird auch als asynchrones Reset-Terminal verwendet. Nach dem Anlegen von Vcc sollte DVI in den Ausschaltmodus versetzt werden. Der IC funktioniert möglicherweise nicht richtig, wenn dieser Rücksetzanschluss nach dem Anlegen von Vcc nicht gesetzt ist.

Spezifikationen

BH1750 ist ein digitaler Umgebungslichtsensor mit 16-Bit-seriellem Ausgang. Einige der Spezifikationen dieses Sensors lauten wie folgt:

Die für die ordnungsgemäße Funktion dieses Sensors erforderliche Stromversorgung beträgt 2,4 V bis 3,6 V.
Dieser Sensor verbraucht einen sehr geringen Strom von 0,12 mA.
Es sind keine weiteren Berechnungen erforderlich, um die Lichtintensität zu messen. Direkte digitale Werte werden an die gegeben Mikroprozessor .
Dieser Sensor verfügt über einen ADC zur Umwandlung der analogen Lichtintensität in digitale LUX-Werte.
BH1750 kann die Lichtintensität bis zu einem Bereich von 65535 lx messen.
Dieser Sensor verwendet das I2C-Kommunikationsprotokoll, um Daten an den Mikroprozessor zu senden.
BH1750FVI ist das Hauptmodul im Sensor. Dieses Modul arbeitet mit 3,3V. Daher wird mit dem IC ein Spannungsregler verwendet.
IR-Strahlung hat einen sehr geringen Einfluss auf die Messungen dieses Sensors.
BH1750 hängt nicht von der verwendeten Lichtquelle ab.
BH1750 verfügt über eine Funktion zur Unterdrückung von Lichtstörungen mit 50 Hz / 60 Hz.
Der Messbereich des Sensors ist einstellbar.
BH1750 hat eine sehr kleine Messabweichung. Es hat einen Variationsfaktor von ca. +/- 20%.
Der Betriebstemperaturbereich dieses Sensors liegt zwischen -40 ° C und 85 ° C.
Die minimale I2C-Referenzspannung beträgt 1,65 V.
Dieser Sensor arbeitet mit einer I2C-Taktfrequenz von 400 kHz.

Anwendungen von BH1750

Umgebungslichtsensoren wurden 2004 populär, als sie in Mobiltelefonen verwendet wurden. Bis 2004 enthielten 30% der in Europa verwendeten Mobiltelefone einen Umgebungslichtsensor, der bis 2016 auf 85% anstieg. Einige der Anwendungen von Umgebungslichtsensoren sind nachstehend aufgeführt.

Diese werden in Impulssensoren verwendet, um die Lichtintensität der LED zu messen.
Mobiltelefone enthalten BH1750, um die Helligkeit des Bildschirms an die äußeren Lichtverhältnisse anzupassen.
Wird in Fahrzeugen verwendet, um die Scheinwerfer je nach Dunkelheit ein- und auszuschalten.
Mit BH1750 wird auch das Ein- und Ausschalten der automatischen Straßenlaternen gesteuert.
Mit BH1750 wird die Hintergrundbeleuchtung der Tastatur in Smartphones angepasst.

Alternativer IC

Einige der Ic, die als Alternative zu BH1750 verwendet werden können, sind TSL2561, VEML6035. Einige der anderen Arten von Lichtsensoren sind die LDR Sensor und TCS3200.

Heutzutage wird BH1750 in hohem Maße für Anwendungen wie LCD-Displays, Note-PCs, tragbare Spielekonsolen, Digitalkameras, PDAs, LCD-Fernseher usw. verwendet, um dem Kunden ein hohes Benutzererlebnis zu bieten. Weitere Details zu den elektrischen Eigenschaften dieses Sensors finden Sie im Datenblatt. Welcher der Messmodi von BH1750 hat einen hohen Rauschunterdrückungsfaktor?