視覚には光が必要です。光は電磁放射の一形態です。それは光子と呼ばれる小さなエネルギーパケットの形でエネルギーを運びます。光子のエネルギーは、オブジェクトが接触するとオブジェクトに伝達されます。この光の特性は、光を検出できるセンサーの設計に使用されます。として知られているこれらのセンサー光センサー、光からエネルギーを吸収し、光電効果の助けを借りて電気に変化します。生成される電気は、センサーとセンサー材料に当たる光の強度に比例します。この原理により、UV、IR、周囲光などのさまざまな波長の光を測定できます。 BH1750は、周囲光を測定するために設計されたセンサーです。

BH1750とは何ですか？

BH1750はデジタル環境光センサーです。マイクロコントローラを使用しているため、マイクロコントローラとのインターフェースは簡単です。 I2C通信プロトコル。それは非常に少量の電流を消費します。このセンサーはフォトダイオード光を感知します。このフォトダイオードにはPN接合が含まれています。光が当たると、空乏領域に電子正孔対が生成されます。内部の光電効果により、フォトダイオードで電気が生成されます。この生成された電気は、光の強度に比例します。この電気はによって電圧に変換されますオペアンプ。

“開ループと閉ループの制御 ”

BH1750のブロック図

周囲光センサーには、光を感知して電気に変換できるフォトダイオードが含まれています。光はその強度に応じて測定されます。ブロック図から、PDは光を感知するために使用されるフォトダイオードです。その応答は、人間の目の応答に近似しています。

BH1750センサーには、フォトダイオードからの電流を電圧に変換するオペアンプ–AMPが組み込まれています。 BH1750は ADC AMPが提供するアナログ値をデジタル値に変換します。ブロック図に示されているlogic + I2Cブロックは、照度値がLUXに変換され、I2C通信プロセスが実行される単位です。 OSCは320kHzの内部クロック発振器であり、内部ロジックのクロックとして使用されます。

回路図

BH1750は、2.4V〜3.6Vの電源電圧で動作します。 BH1750FVIはセンサーのメインモジュールであり、動作には3.3Vが必要です。そのため、回路には電圧レギュレータが使用されています。 SDAとSCLは、I2C通信に使用されるピンです。これらのピンには4.7kΩのプルアップ抵抗が使用されています。

BH1750の測定モードには3つのタイプがあります。 H-resolution mode2の測定には120msかかり、分解能は0.5lxです。 H分解能モードも測定に120msかかりますが、その分解能は1lxです。 L-分解能は測定に16msかかり、その分解能は4lxです。 H解像度モードは暗闇でより便利であり、ノイズを簡単に除去することもできます。

“ブリッジ整流器のしくみ ”

ピンダイアグラム

BH1750-ピン図

BH1750は5ピンICとして利用できます。 ICのピンの説明を以下に示します-

Pin1- Vcc –電源ピンです。供給電圧は2.4Vから3.6Vの範囲です。
ピン2–GND-はグランドピンです。このピンは回路のグランドに接続されています。
ピン3–SCL-はシリアルクロックラインです。このピンは、センサーとマイクロプロセッサー間のI2C通信用のクロックパルスを提供するために使用されます。
ピン4–SDA-はシリアルデータアドレスです。このピンは、センサーからマイクロコントローラーにデータを転送するためにI2C通信で使用されます。
ピン-5-ADDR-はデバイスアドレスピンです。このピンは、複数のモジュールが接続されている場合にアドレスを選択するために使用されます。

I2Cモジュールのバス基準電圧端子である別のピンDVIがあります。非同期リセット端子としても使用されます。 Vccを適用した後、DVIをパワーダウンモードに設定する必要があります。 Vccを印加した後、このリセット端子を設定しないと、ICが正常に動作しない場合があります。

仕様

BH1750は、16ビットシリアル出力タイプのデジタル環境光センサーです。このセンサーの仕様のいくつかは次のとおりです-

このセンサーが正しく動作するために必要な電源は2.4V〜3.6Vです。
このセンサーは0.12mAの非常に少ない電流を消費します。
光の強度を測定するために他の計算は必要ありません。直接デジタル値が与えられます。マイクロプロセッサ。
このセンサーには、アナログ光強度をデジタルLUX値に変換するADCがあります。
BH1750は、65535lx単位の範囲までの光強度を測定できます。
このセンサーは、I2C通信プロトコルを使用してデータをマイクロプロセッサーに送信します。
BH1750FVIは、センサーに存在するメインモジュールです。このモジュールは3.3Vで動作します。そのため、ICには電圧レギュレータが使用されています。
IR放射は、このセンサーの測定にほとんど影響を与えません。
BH1750は使用する光源に依存しません。
BH1750は50Hz / 60Hzのライトノイズ除去機能を備えています。
センサーの測定範囲は調整可能です。
BH1750の測定変動は非常に小さいです。変動係数は約+/- 20％です。
このセンサーの動作温度範囲は-40°Cから85°Cです。
最小I2Cリファレンス電圧は1.65Vです。
このセンサーは、400kHzのI2Cクロック周波数で動作します。

BH1750のアプリケーション

周囲光センサーは、携帯電話で使用された2004年に普及しました。 2004年までに、ヨーロッパで使用されている携帯電話の30％に環境光センサーが搭載されていましたが、2016年までに85％に増加しました。環境光センサーの用途の一部を以下に示します。

これらは、LEDの光強度を測定するためにパルスセンサーで使用されます。
携帯電話には、外光の状態に応じて画面の明るさを調整するためのBH1750が搭載されています。
暗闇に合わせてヘッドライトのON / OFFを行う車両に使用されます。
BH1750は、自動街路灯のオン/オフを制御するためにも使用されます。
BH1750は、スマートフォンのキーボードバックライトを調整するために使用されます。

代替IC

BH1750の代替として使用できるIcのいくつかは、TSL2561、VEML6035です。他のタイプの光センサーのいくつかは LDR センサーとTCS3200。

現在、BH1750は、LCDディスプレイ、Note PC、ポータブルゲームコンソール、デジタルカメラ、PDA、LCD TVなどのアプリケーションに広く使用されており、顧客に高いユーザーエクスペリエンスを提供します。このセンサーの電気的特性の詳細については、データシートを参照してください。 BH1750のどの測定モードが高いノイズ除去係数を持っていますか？