BH1750 – Spécifications et applications

La lumière est nécessaire pour le sens de la vue. La lumière est une forme de rayonnement électromagnétique. Il transporte de l'énergie sous forme de petits paquets d'énergie appelés photons. L'énergie du photon est transférée aux objets lorsqu'ils entrent en contact avec lui. Cette caractéristique de la lumière est utilisée dans la conception de capteurs capables de détecter la lumière. Ces capteurs, appelés capteurs de lumière, absorbent l'énergie de la lumière et se transforment en électricité à l'aide de l'effet photoélectrique. L'électricité produite sera proportionnelle à l'intensité de la lumière qui tombe sur le capteur et le matériau du capteur. Avec ce principe, différentes longueurs d'onde de lumière telles que UV, IR, lumière ambiante, etc… peuvent être mesurées. Le BH1750 est le capteur conçu pour mesurer la lumière ambiante.

Qu'est-ce que le BH1750 ?

BH1750 est un capteur de lumière ambiante numérique. Il est facile à interfacer avec un microcontrôleur, car il utilise le protocole de communication I2C. Il consomme très peu de courant. Ce capteur utilise une photodiode pour détecter la lumière. Cette photodiode contient une jonction PN. Lorsque la lumière tombe dessus, des paires électron-trou sont créées dans la région d'appauvrissement. En raison de l'effet photoélectrique interne, de l'électricité est produite dans la photodiode. Cette électricité produite est proportionnelle à l'intensité de la lumière. Cette électricité est transformée en tension par l'amplificateur opérationnel.

Schéma fonctionnel de BH1750

Les capteurs de lumière ambiante contiennent une photodiode capable de détecter la lumière et de la convertir en électricité. La lumière est mesurée en fonction de son intensité. D'après le schéma fonctionnel, PD est la photodiode qui est utilisée pour détecter la lumière. Sa réponse est approximative à la réponse de l'œil humain.

Dans le capteur BH1750, un Opamp - AMP est intégré qui convertit le courant de la photodiode en tension. Le BH1750 utilise un CAN pour convertir les valeurs analogiques fournies par AMP en valeurs numériques. Le bloc logique + I2C illustré dans le schéma fonctionnel est l'unité dans laquelle les valeurs d'éclairement sont converties en LUX et le processus de communication I2C a lieu. OSC est l'oscillateur d'horloge interne de 320 kHz, utilisé comme horloge pour la logique interne.

Schéma de circuit

Le BH1750 fonctionne avec une tension d'alimentation de 2,4 V à 3,6 V. BH1750FVI est le module principal du capteur qui nécessite 3,3 V pour fonctionner. Ainsi, un régulateur de tension est utilisé dans le circuit. SDA et SCL sont les broches utilisées pour la communication I2C. 4,7 kΩ de résistances de rappel sont utilisées avec ces broches.

Il existe trois types de modes de mesure pour le BH1750. Le mode de résolution H2 prend 120 ms pour la mesure et a une résolution de 0,5 lx. Le mode de résolution H prend également 120 ms pour la mesure mais sa résolution est de 1 lx. La résolution L prend 16 ms pour la mesure et sa résolution est de 4 lx. Le mode de résolution H est plus utile dans l'obscurité et il peut aussi facilement rejeter le bruit.

Diagramme à épingles

BH1750 est disponible sous forme de circuit intégré à 5 broches. La description de la broche du CI est donnée ci-dessous-

• Pin1-Vcc – est la broche d'alimentation. La tension d'alimentation est comprise entre 2,4 V et 3,6 V.
• La broche 2 - GND - est la broche de masse. Cette broche est connectée à la masse du circuit.
• Pin-3 - SCL- est la ligne d'horloge série. Cette broche est utilisée pour fournir une impulsion d'horloge pour la communication I2C entre le capteur et le microprocesseur.
• Broche 4 - SDA-est l'adresse de données série. Cette broche est utilisée par la communication I2C pour transférer les données du capteur vers le microcontrôleur.
• Broche-5-ADDR- est la broche d'adresse du périphérique. Cette broche est utilisée lorsque plusieurs modules sont connectés, pour sélectionner l'adresse.

Il existe une autre broche DVI qui est la borne de tension de référence du bus du module I2C. Il est également utilisé comme terminal de réinitialisation asynchrone. Une fois que Vcc est appliqué, le DVI doit être réglé sur le mode de mise hors tension. Le circuit intégré peut ne pas fonctionner correctement si cette borne de réinitialisation n'est pas définie après l'application de Vcc.

Spécifications

BH1750 est un capteur de lumière ambiante numérique de type sortie série 16 bits. Certaines des spécifications de ce capteur sont les suivantes-

• L'alimentation nécessaire au bon fonctionnement de ce capteur est de 2,4 V à 3,6 V.
• Ce capteur consomme très peu de courant de 0,12 mA.
• Aucun autre calcul n'est requis pour mesurer l'intensité de la lumière, des valeurs numériques directes sont transmises au microprocesseur.
• Ce capteur dispose d'un CAN pour convertir l'intensité lumineuse analogique en valeurs LUX numériques.
• Le BH1750 peut mesurer l'intensité lumineuse jusqu'à une plage de 65 535 unités lx.
• Ce capteur utilise le protocole de communication I2C pour envoyer des données au microprocesseur.
• BH1750FVI est le module principal présent dans le capteur. Ce module fonctionne sur 3.3V. Ainsi, un régulateur de tension est utilisé avec le circuit intégré.
• Le rayonnement infrarouge a très moins d'effet sur les mesures de ce capteur.
• BH1750 ne dépend pas de la source lumineuse utilisée.
• Le BH1750 est doté d'une fonction de rejet du bruit lumineux à 50 Hz/60 Hz.
• La plage de mesure du capteur est réglable.
• Le BH1750 a une très petite variation de mesure. Il a un facteur de variation d'environ +/- 20 %.
• La plage de température de fonctionnement de ce capteur est de -40°C à 85°C.
• La tension de référence I2C minimale est de 1,65 V.
• Ce capteur fonctionne avec une fréquence d'horloge I2C de 400 kHz.

Applications de BH1750

Les capteurs de lumière ambiante sont devenus populaires en 2004 lorsqu'ils ont été utilisés dans les téléphones portables. En 2004, 30% des téléphones portables utilisés en Europe contenaient un capteur de lumière ambiante, qui est passé à 85% en 2016. Certaines des applications des capteurs de lumière ambiante sont énumérées ci-dessous-

• Ceux-ci sont utilisés dans les capteurs de pouls pour mesurer l'intensité lumineuse de la LED.
• Les téléphones portables contiennent du BH1750 pour régler la luminosité de l'écran en fonction des conditions d'éclairage extérieur.
• Utilisé dans les véhicules pour allumer/éteindre les phares en fonction de l'obscurité.
• Le BH1750 est également utilisé pour contrôler l'allumage/l'extinction des lampadaires automatiques.
• Le BH1750 est utilisé pour régler le rétroéclairage du clavier sur les smartphones.

IC alternatif

Certains des Ic qui peuvent être utilisés comme alternative à BH1750 sont TSL2561, VEML6035. Certains des autres types de capteurs de lumière sont le capteur LDR et le TCS3200.

De nos jours, le BH1750 est très utilisé pour des applications telles que les écrans LCD, Note PC, consoles de jeux portables, appareil photo numérique, PDA, téléviseur LCD, etc… pour offrir une expérience utilisateur élevée au client . De plus amples détails sur les caractéristiques électriques de ce capteur peuvent être trouvés dans sa fiche technique. Lequel des modes de mesure du BH1750 a un facteur de réjection du bruit élevé ?