光对于视觉是必要的。光是电磁辐射的一种形式。它以称为光子的小能量包的形式携带能量。当物体与光子接触时，光子中的能量会转移到物体上。光的这种特性被用于设计可以检测光的传感器。这些传感器被称为光传感器，在光电效应的帮助下吸收光的能量并转化为电能。产生的电将与落在传感器和传感器材料上的光的强度成比例。利用这一原理，可以测量不同波长的光，如紫外线、红外线、环境光等。BH1750是一款用于测量环境光的传感器。


什么是BH1750？

BH1750是一种数字环境光传感器。它很容易与微控制器接口，因为它使用I2C通信协议。它消耗的电流非常少。该传感器使用光电二极管来感应光线。这个光电二极管包含一个PN结。当光照射到它上面时，在耗尽区产生电子-空穴对。由于内部的光电效应，在光电二极管中产生电。产生的电与光的强度成正比。这种电能被Opamp转换成电压。

BH1750框图

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BH1750区块图

环境光传感器包含一个光电二极管，可以感应光并将其转换为电能。光的测量取决于它的强度。从方框图中可以看出，PD是用来感应光线的光电二极管。它的反应近似于人眼的反应。

在BH1750传感器中集成了Opamp–AMP，它将光电二极管的电流转换为电压。BH1750使用ADC将AMP提供的模拟值转换为数字值。框图中所示的逻辑+I2C块是照度值转换为LUX并进行I2C通信过程的单元。OSC是320kHz的内部时钟振荡器，用作内部逻辑的时钟。

电路图

BH1750的工作电压为2.4V至3.6V。BH1750FVI是传感器的主要模块，需要3.3V才能工作。因此，在电路中使用了电压调节器。SDA和SCL是用于I2C通信的引脚。4.7kΩ的上拉电阻器与这些引脚一起使用。

BH1750有三种类型的测量模式。H分辨率模式2的测量时间为120ms，分辨率为0.5 lx。H分辨率模式也需要120ms进行测量，但其分辨率为1 lx。L-分辨率需要16毫秒进行测量，其分辨率为4 lx。H分辨率模式在黑暗中更有用，它也可以很容易地抑制噪音。

引脚示意图

BH1750-Pin-Diagram
BH1750引脚图

BH1750可作为5引脚IC提供。IC引脚描述如下-

  • 引脚1-Vcc–是电源引脚。电源电压在2.4V到3.6V的范围内。
  • 引脚2-GND-是接地引脚。此引脚连接到电路的接地。
  • 引脚3–SCL–是串行时钟线。该引脚用于为传感器和微处理器之间的I2C通信提供时钟脉冲。
  • 引脚4–SDA是串行数据地址。I2C通信使用该引脚将数据从传感器传输到微控制器。
  • 引脚5-ADDR-是设备地址引脚。当连接多个模块时，此引脚用于选择地址。

还有另一个引脚DVI，它是I2C模块的总线参考电压端子。它也被用作异步复位端子。施加Vcc后，DVI应设置为断电模式。如果在施加Vcc之后没有设置该复位端子，则IC可能不能正常工作。

规格

BH1750是一款16位串行输出型数字环境光传感器。该传感器的一些规格如下-

  • 该传感器正常工作所需的电源为2.4V至3.6V。
  • 该传感器消耗的电流非常小，为0.12mA。
  • 不需要其他计算来测量光的强度，直接的数字值被提供给微处理器。
  • 该传感器具有一个ADC，用于将模拟光强转换为数字LUX值。
  • BH1750可以测量高达65535 lx单位的光强度。
  • 该传感器使用I2C通信协议向微处理器发送数据。
  • BH1750FVI是传感器中的主要模块。该模块工作电压为3.3V。因此，集成电路中使用了电压调节器。
  • 红外辐射对该传感器的测量影响非常小。
  • BH1750不取决于所使用的光源。
  • BH1750具有50Hz/60Hz的光噪声抑制功能。
  • 传感器的测量范围是可调的。
  • BH1750具有非常小的测量变化。它的变异系数约为+/-20%。
  • 该传感器的工作温度范围为-40°C至85°C。
  • 最小I2C参考电压为1.65V。
  • 该传感器的工作频率为400kHz的I2C时钟频率。

BH1750的应用

2004年，当环境光传感器被用于手机时，它们开始流行起来。到2004年，欧洲使用的手机中有30%含有环境光传感器，到2016年这一比例增至85%。以下列出了环境光传感器的一些应用-

  • 这些被用于脉冲传感器中，以测量LED的光强度。
  • 手机包含BH1750，可根据外部光线条件调整屏幕亮度。
  • 用于车辆，根据黑暗情况打开/关闭前照灯。
  • BH1750还用于控制自动路灯的开启/关闭。
  • BH1750用于调整智能手机中的键盘背光。

替代IC

一些可用作BH1750替代品的Ic是TSL2561、VEML6035。一些其他类型的光传感器是LDRsensor和TCS3200。

如今，BH1750被广泛用于LCD显示器、笔记本电脑、便携式游戏机、数码相机、PDA、液晶电视等应用，为客户提供高用户体验。有关该传感器电气特性的更多详细信息，请参阅其数据表。BH1750的哪种测量模式具有高噪声抑制因子？