الضوء ضروري لحاسة البصر. الضوء هو شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي. يحمل الطاقة على شكل حزم طاقة صغيرة تسمى الفوتونات. تنتقل الطاقة في الفوتون إلى الأشياء عندما تلامسها. تُستخدم خاصية الضوء هذه في تصميم أجهزة استشعار يمكنها اكتشاف الضوء. تعرف هذه المستشعرات باسم أجهزة استشعار الضوء يمتص الطاقة من الضوء ويتحول إلى كهرباء بمساعدة التأثير الكهروضوئي. ستكون الكهرباء المنتجة متناسبة مع شدة الضوء الذي يسقط على المستشعر ومادة الاستشعار. باستخدام هذا المبدأ ، يمكن قياس الأطوال الموجية المختلفة للضوء مثل الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء والضوء المحيط ، إلخ .... BH1750 هو جهاز استشعار مصمم لقياس الإضاءة المحيطة.

ما هو BH1750؟

BH1750 هو مستشعر رقمي للضوء المحيط. من السهل التعامل مع متحكم دقيق لأنه يستخدم امتداد اتصالات I2C بروتوكول. تستهلك كمية قليلة جدًا من التيار. يستخدم هذا المستشعر ملف الثنائي الضوئي لاستشعار الضوء. يحتوي هذا الثنائي الضوئي على تقاطع PN. عندما يسقط الضوء عليها ، يتم إنشاء أزواج ثقوب إلكترونية في منطقة النضوب. بسبب التأثير الكهروضوئي الداخلي ، يتم إنتاج الكهرباء في الثنائي الضوئي. هذه الكهرباء المنتجة تتناسب مع شدة الضوء. يتم تغيير هذه الكهرباء إلى جهد بواسطة مكبر العمليات .

“كيف يعمل الجلفانومتر ”

مخطط كتلة BH1750

مخطط كتلة من BH1750

تحتوي مستشعرات الضوء المحيط على الثنائي الضوئي الذي يمكنه استشعار الضوء وتحويله إلى كهرباء. يتم قياس الضوء حسب شدته. من مخطط الكتلة ، PD هو الثنائي الضوئي الذي يستخدم لاستشعار الضوء. استجابته تقريبية لاستجابة العين البشرية.

في مستشعر BH1750 ، تم دمج Opamp - AMP الذي يحول التيار من الثنائي الضوئي إلى جهد. يستخدم BH1750 ملف ADC لتحويل القيم التناظرية التي توفرها AMP إلى قيم رقمية. كتلة المنطق + I2C الموضحة في مخطط الكتلة هي الوحدة التي يتم فيها تحويل قيم الإضاءة إلى LUX وتحدث عملية اتصال I2C. OSC هو مذبذب الساعة الداخلي 320 كيلو هرتز ، يستخدم كساعة للمنطق الداخلي.

مخطط الرسم البياني

يعمل BH1750 بجهد إمداد من 2.4 فولت إلى 3.6 فولت. BH1750FVI هي الوحدة الرئيسية للمستشعر والتي تتطلب 3.3 فولت للعمل. لذلك ، يتم استخدام منظم الجهد في الدائرة. SDA و SCL هما الدبابيس المستخدمة في اتصالات I2C. 4.7kΩ من مقاومات السحب تستخدم مع هذه المسامير.

هناك ثلاثة أنواع من أوضاع القياس لـ BH1750. يستغرق وضع الدقة الأفقية 2 120 مللي ثانية للقياس ولديه 0.5 lx من الدقة. يستغرق وضع الدقة H أيضًا للقياس 120 مللي ثانية ولكن دقته هي 1 lx. تستغرق الدقة L 16 مللي ثانية للقياس ودقتها 4 lx. يعد وضع الدقة H أكثر فائدة في الظلام ويمكنه أيضًا رفض الضوضاء بسهولة.

“الفرق بين نوع n ونوع p أشباه الموصلات ”

مخطط دبوس

مخطط BH1750-Pin

يتوفر BH1750 كدائرة متكاملة ذات 5 سنون. ويرد وصف دبوس IC أدناه-

Pin1- Vcc - هو دبوس مزود الطاقة. جهد الإمداد في حدود 2.4 فولت إلى 3.6 فولت.
Pin-2 - GND- هو دبوس الأرض. هذا الدبوس متصل بأرض الدائرة.
Pin-3 - SCL- هو خط الساعة التسلسلي. يستخدم هذا الدبوس لتوفير نبض ساعة للاتصال I2C بين المستشعر والمعالج الدقيق.
Pin-4 - SDA- هو عنوان البيانات التسلسلية. يتم استخدام هذا الدبوس عن طريق اتصال I2C لنقل البيانات من المستشعر إلى وحدة التحكم الدقيقة.
Pin-5- ADDR- هو رقم التعريف الشخصي للجهاز. يتم استخدام هذا الدبوس عند توصيل أكثر من وحدة واحدة ، لاختيار العنوان.

يوجد دبوس DVI آخر وهو محطة الجهد المرجعي للناقل لوحدة I2C. يتم استخدامه أيضًا كمحطة إعادة تعيين غير متزامنة. بعد تطبيق Vcc ، يجب ضبط DVI على وضع خفض الطاقة. قد لا يعمل IC بشكل صحيح إذا لم يتم ضبط محطة إعادة الضبط هذه بعد تطبيق Vcc.

تحديد

BH1750 هو مستشعر رقمي للضوء المحيط من نوع الإخراج التسلسلي 16 بت. بعض مواصفات هذا المستشعر كالتالي-

مصدر الطاقة المطلوب للعمل السليم لهذا المستشعر هو 2.4 فولت -3.6 فولت.
يستهلك هذا المستشعر تيارًا أقل بكثير من 0.12 مللي أمبير.
لا توجد حسابات أخرى مطلوبة لقياس شدة الضوء ، يتم إعطاء القيم الرقمية المباشرة لـ معالج دقيق .
يحتوي هذا المستشعر على ADC لتحويل شدة الضوء التناظرية إلى قيم LUX الرقمية.
يمكن لـ BH1750 قياس شدة الضوء حتى نطاق 65535 lx وحدة.
يستخدم هذا المستشعر بروتوكول الاتصال I2C لإرسال البيانات إلى المعالج الدقيق.
BH1750FVI هي الوحدة الرئيسية الموجودة في المستشعر. تعمل هذه الوحدة على 3.3 فولت. لذلك ، يتم استخدام منظم الجهد مع IC.
الأشعة تحت الحمراء لها تأثير أقل على قياسات هذا المستشعر.
لا يعتمد BH1750 على مصدر الضوء المستخدم.
BH1750 لديه وظيفة رفض ضوضاء الضوء 50 هرتز / 60 هرتز.
نطاق قياس المستشعر قابل للتعديل.
يحتوي BH1750 على اختلاف صغير جدًا في القياس. لها عامل تباين حوالي +/- 20٪.
نطاق درجة حرارة التشغيل لهذا المستشعر من -40 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية.
الحد الأدنى للجهد المرجعي I2C هو 1.65 فولت.
يعمل هذا المستشعر بتردد ساعة I2C 400 كيلو هرتز.

تطبيقات BH1750

أصبحت أجهزة استشعار الضوء المحيط شائعة في عام 2004 عندما تم استخدامها في الهواتف المحمولة. بحلول عام 2004 ، احتوت 30٪ من الهواتف المحمولة المستخدمة في أوروبا على مستشعر الإضاءة المحيطة ، والذي زاد إلى 85٪ بحلول عام 2016. بعض تطبيقات أجهزة استشعار الضوء المحيط مدرجة أدناه-

تُستخدم في مستشعرات النبض لقياس شدة ضوء LED.
تحتوي الهواتف المحمولة على BH1750 لضبط سطوع الشاشة وفقًا لظروف الإضاءة الخارجية.
تستخدم في المركبات لتشغيل / إيقاف تشغيل المصابيح الأمامية حسب الظلام.
يستخدم BH1750 أيضًا للتحكم في تشغيل / إيقاف تشغيل مصابيح الشوارع الأوتوماتيكية.
يستخدم BH1750 لضبط الإضاءة الخلفية للوحة المفاتيح في الهواتف الذكية.

بديل IC

بعض Ic التي يمكن استخدامها كبديل لـ BH1750 هي TSL2561 ، VEML6035. بعض الأنواع الأخرى من أجهزة استشعار الضوء هي LDR جهاز استشعار و TCS3200.

في الوقت الحاضر ، يتم استخدام BH1750 بشكل كبير للتطبيقات مثل شاشات LCD ، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، وأجهزة الألعاب المحمولة ، والكاميرا الرقمية ، وأجهزة المساعد الرقمي الشخصي ، وتلفزيون LCD ، إلخ ... لتوفير تجربة مستخدم عالية للعميل. يمكن العثور على مزيد من التفاصيل حول الخصائص الكهربائية لهذا المستشعر في ورقة البيانات الخاصة به. أي من أوضاع القياس للموديل BH1750 يحتوي على عامل رفض ضوضاء مرتفع؟