Sensor de Luz BH1750: Funcionamento, Especificações e Aplicações

13 de julho de 2023 0 Comentários Leitura: 7 min

A visão depende essencialmente da luz, que é uma forma de radiação eletromagnética responsável por transportar energia através de pacotes denominados fótons. Quando a luz entra em contato com objetos, transfere sua energia para eles. Essa propriedade tem sido explorada no desenvolvimento de sensores capazes de detectar a luz. Esses dispositivos, conhecidos como sensores de luz, têm a capacidade de absorver a energia luminosa e convertê-la em eletricidade utilizando o efeito fotoelétrico. A quantidade de eletricidade gerada está diretamente relacionada à intensidade da luz que incide sobre o sensor, bem como ao material utilizado. Com base nesse princípio, é possível medir diversos comprimentos de onda da luz, incluindo o ultravioleta (UV), o infravermelho (IR) e até mesmo a luz ambiente. Um exemplo de sensor projetado especificamente para medir a luz ambiente é o BH1750.

Sumário

O que é BH1750?

O BH1750 é um sensor digital de luz ambiente. Ele possui uma interface fácil de ser conectada a um microcontrolador, utilizando o protocolo de comunicação I2C. Além disso, consome uma quantidade muito baixa de corrente elétrica. Esse sensor utiliza um fotodiodo para detectar a luz, o qual contém uma junção PN. Quando a luz incide sobre o fotodiodo, ocorre a criação de pares elétron-buraco na região de depleção. Por meio do efeito fotoelétrico interno, essa interação gera eletricidade no fotodiodo. A quantidade de eletricidade gerada é proporcional à intensidade da luz. Em seguida, essa eletricidade é convertida em voltagem por meio de um amplificador operacional (Opamp).

Diagrama de blocos do BH1750

Os sensores de luz ambiente contêm um fotodiodo que pode detectar a luz e convertê-la em eletricidade. A luz é medida dependendo de sua intensidade. No diagrama de blocos, PD é o fotodiodo usado para detectar a luz. Sua resposta é aproximada à resposta do olho humano.

No sensor BH1750 está integrado um Opamp – AMP que converte a corrente do fotodiodo em tensão. O BH1750 usa um ADC para converter os valores analógicos fornecidos pelo AMP em valores digitais. O bloco lógico+I2C mostrado no diagrama de blocos é a unidade onde os valores de iluminância são convertidos para LUX e o processo de comunicação I2C ocorre. OSC é o oscilador de clock interno de 320kHz, usado como clock para a lógica interna.

Diagrama de circuito

O BH1750 funciona com uma tensão de alimentação de 2,4V a 3,6V. BH1750FVI é o módulo principal do sensor que requer 3,3V para funcionar. Portanto, um regulador de tensão é usado no circuito. SDA e SCL são os pinos usados para comunicação I2C. 4,7kΩ de resistores de pullup são usados com esses pinos.

Existem três tipos de modos de medição para o BH1750. O modo de resolução H2 leva 120 ms para medição e tem resolução de 0,5 lx. O modo de resolução H também leva 120 ms para medição, mas sua resolução é de 1 lx. A resolução L leva 16 ms para medição e sua resolução é de 4 lx. O modo de resolução H é mais útil no escuro e também pode facilmente rejeitar o ruído.

Diagrama de pinos

O BH1750 está disponível como um IC de 5 pinos. A descrição do pino do IC é fornecida abaixo-

Pin1- Vcc – é o pino da fonte de alimentação. A tensão de alimentação está na faixa de 2,4 V a 3,6 V.
Pin-2 – GND- é o pino terra. Este pino é conectado ao terra do circuito.
Pino 3 – SCL- é a linha de clock serial. Este pino é usado para fornecer um pulso de clock para comunicação I2C entre o sensor e o microprocessador.
Pin-4 – SDA-é o endereço de dados seriais. Este pino é usado pela comunicação I2C para transferir os dados do sensor para o microcontrolador.
Pin-5- ADDR- é o pino do endereço do dispositivo. Este pino é utilizado quando mais de um módulo está conectado, para seleção do endereço.

Existe outro pino DVI que é o terminal de tensão de referência do barramento do módulo I2C. Ele também é usado como um terminal de reinicialização assíncrona. Depois que o Vcc for aplicado, o DVI deve ser definido para o modo de desligamento. O IC pode não funcionar corretamente se este terminal de reinicialização não for definido após a aplicação de Vcc.

Especificações

BH1750 é um sensor de luz ambiente digital tipo saída serial de 16 bits. Algumas das especificações deste sensor são as seguintes-

A alimentação necessária para o bom funcionamento deste sensor é de 2,4V -3,6V.
Este sensor consome muito menos corrente de 0,12mA.
Nenhum outro cálculo é necessário para medir a intensidade da luz, os valores digitais diretos são fornecidos ao microprocessador .
Este sensor possui um ADC para converter a intensidade da luz analógica em valores LUX digitais.
O BH1750 pode medir a intensidade da luz até a faixa de 65535 unidades lx.
Este sensor usa o protocolo de comunicação I2C para enviar dados ao microprocessador.
BH1750FVI é o principal módulo presente no sensor. Este módulo funciona em 3.3V. Então, um regulador de tensão é usado com o CI.
A radiação IV tem muito menos efeito nas medições deste sensor.
BH1750 não depende da fonte de luz utilizada.
O BH1750 possui uma função de rejeição de ruído leve de 50 Hz/60 Hz.
A faixa de medição do sensor é ajustável.
BH1750 tem uma variação de medição muito pequena. Tem um fator de variação de cerca de +/- 20%.
A faixa de temperatura operacional deste sensor é de -40°C a 85°C.
A tensão mínima de referência I2C é 1,65V.
Este sensor funciona com uma frequência de clock I2C de 400kHz.

Aplicações de BH1750

Os sensores de luz ambiente tornaram-se populares em 2004, quando foram usados em telefones celulares. Em 2004, 30% dos telefones celulares usados na Europa continham um sensor de luz ambiente, que aumentou para 85% em 2016. Algumas das aplicações dos sensores de luz ambiente estão listadas abaixo-

Estes são usados em sensores de pulso para medir a intensidade da luz do LED.
Os telefones celulares contêm BH1750 para ajustar o brilho da tela de acordo com as condições de luz externas.
Usado em veículos para ligar/desligar os faróis de acordo com a escuridão.
O BH1750 também é usado para controlar o ligar/desligar das luzes de rua automáticas.
O BH1750 é usado para ajustar a luz de fundo do teclado em smartphones.

CI alternativo

Alguns dos Ic que podem ser usados como alternativa ao BH1750 são TSL2561, VEML6035. Alguns dos outros tipos de sensores de luz são o sensor LDR e o TCS3200.

Hoje em dia, o BH1750 é muito usado para aplicações como monitores LCD, Note PC, consoles de jogos portáteis, câmera digital, PDA, TV LCD, etc.

___________________________________________

Se você se interessou pelo mundo da eletrônica e deseja explorar mais sobre as tecnologias e equipamentos mencionados, convidamos você a conhecer a Raisa. Como distribuidor autorizado da Weller, Tektronix, Rigol, Fluke, Keithley e Rohde & Schwarz, a Raisa oferece uma ampla gama de produtos de alta qualidade. Seja na área de soldagem eletrônica, osciloscópios, testes e medições, produtos químicos ou equipamentos antiestáticos, a Raisa é a sua fonte confiável. Para saber mais, visite os links abaixo:

Distribuidor autorizado da Weller: Link para a página da Weller na Raisa
Tektronix: Link para a página da Tektronixx na Raisa
Rigol: Link para a página da Rigol na Raisa
Fluke: Link para a página da Fluke na Raisa
Keithley: Link para a página da Keithley na Raisa
Rohde & Schwarz: Link para a página da Rohde & Schwarz na Raisa

A Raisa também oferece uma variedade de serviços e produtos relacionados à soldagem eletrônica, osciloscópios, testes e medições, produtos químicos e equipamentos antiestáticos. Explore os seguintes links para saber mais:

Soldagem eletrônica: Link para a página de soldagem eletrônica na Raisa
Osciloscópios: Link para a página de osciloscópios na Raisa
Teste e medição: Link para a página de teste e medição na Raisa
Produtos químicos: Link para a página de produtos químicos na Raisa
Equipamentos antiestáticos: Link para a página de equipamentos antiestáticos na Raisa

A Raisa é o seu parceiro confiável para soluções eletrônicas de alta qualidade. Explore nossos produtos e serviços para atender às suas necessidades no mundo da eletrônica.