OPT3007 Ultra-cienki czujnik światła otoczenia

Za zmysł wzroku odpowiada światło. Słowo światło odnosi się do widma światła widzialnego, które jest częścią promieniowania elektromagnetycznego. Spośród wszystkich innych widm promieniowania elektromagnetycznego ludzie widzą tylko widzialne widmo światła. Długość fali światła widzialnego wynosi od 400nm do 700nm. Czujnik światła otoczenia to urządzenie służące do pomiaru tego światła widzialnego. Ten czujnik znajduje się zwykle w smartfonach i innych urządzeniach mobilnych. Czujnik ten służy do kontroli warunków oświetleniowych urządzeń. Istnieją trzy typy czujników światła otoczenia: Fotodioda , fototranzystory i fotoniczne układy scalone. Fotoniczny układ scalony zawiera zarówno fototranzystory, jak i wzmacniacz na jednym urządzeniu. Jednym z takich układów scalonych jest OPT3007.

Co to jest układ scalony OPT3007?

OPT3007 to ultracienki czujnik światła otoczenia, który może mierzyć intensywność światła widzialnego. Ten czujnik można łatwo połączyć z mikrokontrolerami. Sygnały cyfrowe są przesyłane za pomocą I2C i protokoły komunikacyjne SMBus.

Ten czujnik zawiera funkcję odrzucania podczerwieni, która pomaga mu mierzyć światło z reakcją widmową dopasowaną do ludzkiego oka. Ten czujnik nie jest zbyt wrażliwy na nieidealne cząsteczki i mikrocienie.

Czujnik światła otoczenia OPT3007

Aby stworzyć idealne wrażenia świetlne dla ludzi, preferowane są czujniki światła otoczenia, a nie fotodiody i fotorezystory. OPT3007 jest w stanie mierzyć światło podobne do percepcji człowieka w warunkach wysokiej podczerwieni, takich jak źródła halogenowe lub słoneczne.

Schemat blokowy OPT3007

Czujnik powinien mierzyć to samo widmo światła, które widzi człowiek, aby stworzyć optymalne dla człowieka warunki optyczne. OPT3007 ma również odrzucanie promieniowania podczerwonego, aby dokładnie odwzorować ludzkie doświadczenie.

Dla danych warunków oświetleniowych OPT3007 może automatycznie przewidywać optymalny zakres w pełnej skali z funkcją automatycznego ustawiania zakresu w pełnej skali.

Schemat blokowy OPT3007

Zarówno interfejsy I2C, jak i SMBus są kompatybilne z OPT3007. Dwa piny -SCL pin zegara i dwukierunkowy pin danych SDA open-drain służą do podłączenia OPT3007 do magistrali.

Ten czujnik działa jako urządzenie podrzędne zarówno dla I2C, jak i SMBus. Aby skomunikować się z czujnikiem, master najpierw inicjuje polecenie startu I2C. Za pomocą siedmiobitowego adresu slave 1000101 urządzenie nadrzędne adresuje do urządzenia podrzędnego.

Schemat obwodu

Na schemacie obwodu pomiar światła otoczenia za pomocą OPT3007, który jest zamontowany na elemencie elastycznym PCB jest opisany. Aplikacje, które wymagają sterowania w funkcji światła otoczenia, wykorzystują czujniki światła otoczenia. OPT3007 ma dwie kategorie interfejsów - interfejs elektryczny i interfejs optyczny.

Piny I2C SDA i SCL służą do połączenia czujnika z mikrokontrolerem. W interfejsie elektrycznym te piny SDA i SCL są podłączone do tego samego pinu mikrokontrolera. Rezystory podciągające są podłączone pomiędzy zasilaczem a pinami SDA i SCL. Aby zrównoważyć prędkość, moc, odporność na zakłócenia i inne wymagania, można zoptymalizować wybór rezystora.

Aby zminimalizować ilość sprzężeń z liniami komunikacyjnymi, należy zastosować odpowiednie praktyki dotyczące rozmieszczenia. Istnieją dwa sposoby wprowadzania zakłóceń do linii komunikacyjnych.

Jeden sposób polega na pojemnościowym sprzężeniu zboczy sygnału między dwoma liniami komunikacyjnymi, a drugi polega na przełączaniu źródeł szumu obecnych w systemie. Podczas pracy w hałaśliwym środowisku należy osłonić linię komunikacyjną, aby zapobiec przedostawaniu się szumów do systemu.

W obwodzie OPT3007 zamontowany jest na elastycznej płytce drukowanej z wycięciem umożliwiającym świecenie czujnika. Wymiary i tolerancja tego wycięcia mogą wpływać na parametry optycznego pola widzenia systemu.

Pole widzenia to kąt, przy którym odpowiedź kątowa wynosi 50% maksymalnej wartości odpowiedzi systemu. Pole widzenia układu zależy od osi obrotu.

Opis pinów OPT3007

OPT3007 jest dostępny jako bardzo mały 6-pinowy pakiet Picostar. Opis pinów tego układu scalonego jest jak poniżej.

Schemat pinów OPT3007

• A1 to pin uziemienia GND.
• B1 to brak styku połączenia NC.
• C1 to pin zasilania VDD. Do tego pinu podawane jest napięcie od 1,6 V do 3,6 V.
• A2 to pin zegara I2C SCL. To cyfrowy pin wejściowy. Ten pin jest podłączony do źródła napięcia od 1,6 V do 5,5 V przez rezystor 10 kΩ.
• Pin B2 to pin bez połączenia NC.
• C2 to cyfrowy pin wejścia / wyjścia SDA. Jest to pin danych I2C. Ten pin jest podłączony do źródła napięcia przez rezystor 10 kΩ.

Specyfikacje OPT3007

Specyfikacje ultracienkiego czujnika światła otoczenia OPT3007 są następujące:

• OPT3007 to luksomierz mierzący natężenie światła widzialnego.
• Zakres pomiarowy tego czujnika wynosi od 0,01 luksa do 83 k luksów.
• Ten czujnik ma funkcję automatycznego ustawiania pełnej skali.
• 23-bitowy efektywny zakres dynamiki z automatycznym zakresem wzmocnienia jest również obecny w tym czujniku.
• Ten czujnik działa przy niskim prądzie roboczym 1,8 µA.
• Zakres temperatur pracy OPT3007 wynosi od -40 ° C do 85 ° C.
• OPT3007 ma stałe adresy I2C.
• Ten czujnik ma szeroki zakres zasilania od 1,6 V do 3,6 V.
• W tym czujniku zastosowano precyzyjne filtrowanie optyczne, aby dopasować się do reakcji fotopowej oka ludzkiego.
• Ten czujnik zawiera tolerancyjne we / wy 5,5 V.
• OPT3007 ma mały rozmiar.
• Napięcie VDD do uziemienia dla tego układu scalonego mieści się w zakresie od -0,5 V do 6 V.
• Ten czujnik jest dostępny w bardzo małym opakowaniu Picostar.

Aplikacje

Zastosowania OPT3007 są następujące:

• Ze względu na bardzo mały rozmiar czujnik ten jest używany w smartwatchach i elektronice do noszenia.
• Aparaty.
• Tablety i notebooki.
• Ten czujnik służy do sterowania podświetleniem wyświetlacza.
• Również systemy sterowania oświetleniem wykorzystują ten czujnik.
• Ten czujnik jest również stosowany do opasek fitness.
• OPT3007 może być stosowany jako zamiennik fotodiod i fotorezystorów.

Alternatywne układy scalone

Niektóre z układów scalonych, które mogą być używane jako alternatywa dla OPT3007, to OPT3004, OPT3006, OPT3002, OPT301 itd.

OPT3007 to cienki wafel z aktywnego krzemu. Nie zawiera żadnych zabezpieczeń mechanicznych ani wzmocnień. Dlatego z tym czujnikiem należy obchodzić się z należytą ostrożnością. Utrzymuj powierzchnię optyczną urządzenia w czystości od odcisków palców, przewodów itp.

Więcej informacji na temat charakterystyk elektrycznych i działania czujnika można znaleźć w arkuszu danych dostarczonym przez Texas Instruments . Jakie dodatkowe środki ostrożności podjęliście podczas korzystania z tego czujnika?

Kredyty obrazkowe: Texas Instruments