BH1750_数字16位串行输出型环境光传感器

news/2025/2/11 8:43:17/

一、描述

BH1750是一款用于I2C总线接口的数字环境光传感器IC。该集成电路最适合于获取环境光数据,用于调整手机液晶屏和键盘背光功率。在高分辨率下探测宽范围是可能的。(1 - 65535 lx)。

补充:光照强度的单位是勒克斯(lx)

二、特性

1) 1C总线接口(f/s模式支持)

2)光谱响应近似于人眼的反应

3)照度数字转换器

4)范围宽,分辨率高。(1 - 65535 Ix)

5)低电流断电功能

6) 50Hz / 60Hz光噪声抑制函数

7) 1.8V逻辑输入接口

8)不需要任何外部部件

9)光源依赖性小(如白炽灯、日光灯、卤素灯、白光LED)。

10)可以选择2种类型的IC从地址。

11)测量结果对光学窗口的可调影响(可以检测出最小值0.11 Ix,最大值100000 Ix。

12)测量偏差小(±20%)

13)红外的影响很小。

三、应用

可应用于手机、液晶电视、笔记本电脑、便携式游戏机、数码相机、数码摄像机、车载导航、掌上电脑、液晶显示器

四、绝对最大额定参数

参数象征(符号)限制单位
电源电压Vmax4.5V
操作温度Topr-40 ~ 85
储存温度Tstg-40 ~ 100
SDA反向电流Imax7mA
功耗pd260mW

补充:Vmax代表最大电压

五、操作条件

参数象征Min.Typ.Max.单位
Vcc电压Vcc2.43.03.6V
I2C参考电压VDVI1.65-VccV

补充:Min.    Typ.    Max.     分别是最小值、典型值、最大值。

六、电气特性(Vcc = 3.0V, DVI = 3.0V, Ta = 25°C,除非另有说明)

参数象征
(符号)
Min.Typ.Max.单位条件
供电电流Icc1-120190μAEv = 100 lx
掉电(低功耗电流)Icc2-0.011.0μA没有输入光
H-Resolution MOde Resolution
(高精度模式解析)
rHR-1-lx
L-Resolution MOde Resolution
(低精度模式解析)
rLR-4-lx
H-Resolution Mode Measurement Time
(高精度模式测量时间)
tHR-120180ms
L-Resolution Mode Measurement Time
(低精度模式测量时间)
tLH-1624ms
I2C SCL Clock Frequency
(时钟频率)
fSCL--400kHZ
I2C Bus Free Time
(I2C总线空闲时间)
tBUF1.3--μs

补充:大部分略,软件开发用不到,具体有问题在查英文手册。

七、框图描述

1、ADC

*AD转换器获取16位数据。

2、Logic + I2C Interface

环境光计算和I'C总线接口。它包括在寄存器以下。

Data Register(数据寄存器) --> 这是用于注册环境光数据。初始值为 0000_0000_0000_0000 。

Measurement Time Register(测量时间寄存器)-->这是为登记测量时间。初始值为 0100_0101。

八、测量过程

大致测量过程如下:详细测量过程可见原数据手册。

电力供应-->断电-->上电(该步骤可以省略)-->测量命令(分为一次测量和连续测量)

九、指令集架构

Instruction(指令)Opecode(操作码)注解
Power Down(断电)0000_0000不活动状态
Power On(上电)0000_0001等待测量命令
Reset(重置)0000_0111重置数据寄存器值。断电模式下不能使用Reset命令。
Continuously-H-Resolution Mode
连续高精度模式
0001_0000以1lx分辨率开始测量。
测量时间通常为120ms。
Continuously-H-Resolution Mode2
连续高精度模式2
0001_0001开始测量0.5lx分辨率。
测量时间通常为120ms。
Continuously-L-Resolution Mode
连续低精度模式
0001_0011开始测量4lx分辨率。
测量时间通常为16ms。
One Time H-Resolution Mode
一次高精度模式
0010_0000以1lx分辨率开始测量。
测量时间通常为120ms。
测量后自动设置为断电模式。
One Time H-Resolution Mode2
一次高精度模式2
0010_0001开始测量0.5lx分辨率。
测量时间通常为120ms。
测量后自动设置为断电模式。
One Time L-Resolution Mode
一次低精度模式
0010_0011以4lx分辨率开始测量。
测量时间通常为16ms。
测量后自动设置为断电模式
测量时间(高位)01000_MT[7,6,5]更改测量时间
测量时间(低位)011_MT[4,3,2,1,0]更改测量时间

十、测量模式的解释

测量模式测量时间精度
高精度模式2120ms0.5 lx
高精度模式120ms1 lx
低精度模式16ms4 lx

十一、异步复位和复位命令“0000 0111”说明

1)异步复位

重置所有寄存器。在供电顺序上是必要的。请参考本页“VCC和DVI电源时序图”。DVI = 'L'时为关机模式。

2)复位命令

复位命令仅用于重置照度数据寄存器(复位值为0),不需要连电源顺序,用于去除以前的测量结果。此命令不工作在下电模式,请在输入此命令前设置上电模式。

十二、VCC和DVI电源时序图

DVI是I2C总线的参考电压。它也是异步复位终端。提供Vcc后,必须设置为“L”。在DVI 'L'项中,内部状态设置为Power Down(断电)模式。

十三、从“写指令”到“读测量结果”的测量序列示例

举例1)连续高精度模式(ADDR = 'L')

from Master to Slave:从主机到从机                                   

from Slave to Master:  从从机到主机

    (1)发送“连续高精度模式”指令

    指令解析:

        ST:start,开始。

        0100011:从机地址

        0:应该表示进行写

         Ack:应答信号

        00010000:连续高精度模式的指令

        Ack:应答信号

        SP:stop,结束

    (2)等待完成第一次高精度模式测量。(等待时间最长:180 ms)。

    (3)读取测量结果

 1:应该表示进行读

如何计算何时数据高字节为“10000011”,低字节为“10010000”

对连续测量方式的结果进行了更新。(120 ms,在高精度模式下。16ms,在低精度模式下)

举例2)单词低精度模式(ADDR = 'H')

(1)发送“单次低精度模式”指令

(2)等待完成低精度模式测量。(等待时间最长:24 ms)

(3)读取测量结果

如何计算高字节为00000001,低字节为00010000

在一次测量中,在测量完成后,Statement移动到下电模式。如果需要更新的结果,请重新发送测量说明。

十四、I2C总线访问

1)I2C总线接口时序图

2)从设备地址

从地址有两种类型,由ADDR终端决定。

ADDR = 'H'    (ADDR >= 0.7VCC) -->"1011100"

ADDR = 'L'    (ADDR <= 0.3VCC) -->"0100011"

3)写的格式

BH1750FVI不能接受没有停止条件的复数命令。请每1个操作码插入停止。

注意:写是0。

4)读的格式

注意:读是1。

补充:I2C总线是飞利浦半导体公司的商标。请参阅形式说明。

十五、调整测量结果对光学窗口的影响。(传感器灵敏度调整)

BH1750FVI可以改变传感器的灵敏度。利用这个函数可以消除光窗的影响(不同之处在于/没有光学窗口)。通过改变测量时间来进行调整。例如,当光窗传输速率为50%时(设置光窗时测量结果为0.5倍),将传感器灵敏度由默认值改为2倍,忽略光窗的影响。

通过改变MTreg(测量时间寄存器)的值来改变传感器的灵敏度。如果传感器灵敏度目标为2倍,则MTreg值必须设置2倍。当MTreg值由默认值改为2时,测量时间也设置为2次了。

举例:略。

十六、高精度模式2

高精度模式2为0.5lx (typ.)分辨率模式。如果需要小于10lx的测量数据,则适用。该测量方式支持“根据光窗的影响调整测量结果”。请参考它。用高精度模式2可以检测出最低0.11 Ix。

1)高精度模式1的指令集架构

指令操作码注解
Continuously H-Resolution Mode2
连续的高精度模式2
0001_0001开始测量0.5lx分辨率。
测量时间通常为120ms。
One Time H-Resolution Mode2
单次的高精度模式2
0010_0001开始测量0.5lx分辨率。
测量时间通常为120ms。
测量后自动设置为关机模式。

2)从“写指令”到“读测量结果”的测量序列示例

举例)连续的高精度模式2 (ADDR = 'L')

    A:发送“连续高精度模式2”指令

    B:等待完成第一次高精度模式2测量。(最大等待时长:180 ms)。

    C:读取测量结果。

如何计算何时数据高字节为“00000000”,低字节为“00010010”

十七、终端描述

引脚编号端子名称等效电路功能
1VCC电源端子
2ADDR略。见原手册I2C从机地址端子
ADDR = 'H' (ADDR >= 0.7Vcc)
"1011100"
ADDR = 'L' (ADDR <= 0.3Vcc)
"0100011"
ADDR终端设计为3个状态缓冲器,用于内部测试。所以请注意Vcc和DVI的供应程序。请参阅P6。
3GND接地端子
4SDA略。见原手册I2C总线接口SDA端子
5DVI略。见原手册SDA, SCL参考电压端子
DVI终端也是内部寄存器的异步复位。所以在Vcc提供后请设置为'L'(至少1μs, DVI <= 0.4V)。当DVI = 'L'时BH1750FVI向下拉150kOhm。
6SCL略。见原手册I2C总线接口SCL端子

十八、在使用注意事项

1)绝对最大额定参数

超过绝对最大额定值,如供电电压(Vmax),工作条件的温度范围(Topr)等,会导致设备损坏,从而使无法识别短路或开路等断路模式。如果假设任何特殊模式超过绝对最大额定值,则应考虑采取物理安全措施,包括使用保险丝等。

2)接地电压

设置GND端子的电位,使其在任何工作状态下保持在最小值。此外,检查确保没有端子的电位低于GND电压,包括实际的电瞬变。

3)端子间短路,错误安装

为了将集成电路安装在一个固定的PCB上,要彻底注意集成电路的方向和偏移。错误的安装会损坏集成电路。此外,如果端子之间、端子与电源或GND端子之间有异物进入而发生短路,则会导致ic故障。

4)在强电磁场中工作

需要注意的是,在强电磁场中使用集成电路会使其故障。

5)固定电路板检测

在用设定的PCB检查时,如果一个电容连接到一个低阻抗IC端子上,IC会受到压力。因此,一定要按每道工序从设定的PCB上放电。此外,为了将设定好的PCB安装或从夹具上拆下进行检测过程,请务必关闭电源,然后将设定好的PCB安装到夹具上。检查完毕后,务必关闭电源,然后将其从夹具上卸下。另外,为防静电,为组装过程打下基础,并彻底注意集装PCB的运输和储存。

6)输入终端

就集成电路的结构而言,寄生元件不可避免地与电位有关。寄生元件的操作会对电路操作造成干扰,从而导致故障,进而导致输入端故障。因此,要彻底注意不要处理输入端子;例如分别给输入端子施加低于GND的电压,以便任何寄生元件都能工作。此外,不适用电压输入端子时不应用于集成电路电源电压。此外,即使电源电压,适用于输入终端电压低于电源电压或电特性的保证值范围内。

7)热设计

在实际使用状态下,考虑到功率耗散(Pd),进行有足够余量的热设计。

8)包装处理

光探测器上的灰尘或划伤会影响其光学特性。请小心轻放。

9)冲击电流

当电源第一次供给到CMOS IC时,内部逻辑可能是不稳定的,瞬时电流可能流动。因此,要特别考虑功率耦合电容、功率接线、GND接线宽度和接线方式。

10)包装背面暴露的中心垫

包装背面有一个暴露的中央垫。但是请不要连接。(不要焊接,不要电连接)请按WSOF6I的Jisso信息中描述的Footprint尺寸安装。该焊盘为GND电平,因此存在LSI故障和产生大电流的可能性。


http://www.ppmy.cn/news/305174.html

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