OPT3007 Ultradünner Umgebungslichtsensor

Licht ist für unser Sehvermögen verantwortlich. Das Wort Licht bezieht sich auf das sichtbare Lichtspektrum, das ein Teil der elektromagnetischen Strahlung ist. Unter allen anderen Spektren elektromagnetischer Strahlung kann der Mensch nur das sichtbare Lichtspektrum sehen. Die Wellenlänge des sichtbaren Lichts reicht von 400 nm bis 700 nm. Ein Umgebungslichtsensor ist ein Gerät, das verwendet wird, um dieses sichtbare Licht zu messen. Dieser Sensor ist normalerweise in Smartphones und anderen mobilen Geräten zu finden. Dieser Sensor wird verwendet, um die Lichtverhältnisse der Geräte zu steuern. Es gibt drei Typen von Umgebungslichtsensoren:Fotodiode, Fototransistor und integrierte photonische Schaltungen. Photonic IC enthält sowohl Fototransistoren als auch einen Verstärker in einem Gerät. Einer dieser ICs ist OPT3007.

Was ist ein OPT3007 IC?

OPT3007 ist ein ultradünner Umgebungslichtsensor, der die Intensität des sichtbaren Lichts messen kann. Dieser Sensor kann leicht mit Mikrocontrollern verbunden werden. Die digitalen Signale werden über die Kommunikationsprotokolle I2C und SMBus übertragen.

Dieser Sensor verfügt über eine Infrarotunterdrückung, die ihm hilft, das Licht mit einer spektralen Empfindlichkeit zu messen, die dem menschlichen Auge entspricht. Dieser Sensor ist nicht übermäßig empfindlich gegenüber nicht idealen Partikeln und Mikroschatten.

Um ein ideales Lichterlebnis für den Menschen zu schaffen, werden Umgebungslichtsensoren Fotodioden und Fotowiderständen vorgezogen. Der OPT3007 ist in der Lage, Licht zu messen, das der menschlichen Wahrnehmung unter stark infraroten Beleuchtungsbedingungen wie Halogen- oder Sonnenlichtquellen ähnelt.

Blockdiagramm von OPT3007

Der Sensor sollte das gleiche Lichtspektrum messen, das der Mensch sieht, um für den Menschen optimale optische Bedingungen zu schaffen. OPT3007 hat auch eine Infrarotstrahlenunterdrückung, um die menschliche Erfahrung genau darzustellen.

Für die gegebenen Lichtverhältnisse kann OPT3007 automatisch den optimalen Vollbereich mit einer automatischen Vollbereichseinstellungsfunktion vorhersagen.

Sowohl I2C- als auch SMBus-Schnittstellen sind mit OPT3007 kompatibel. Die beiden Pins -SCL Clock Pin und SDA Open-Drain bidirektionaler Datenpin, werden verwendet, um den OPT3007 mit dem Bus zu verbinden.

Dieser Sensor arbeitet als Slave-Gerät sowohl für I2C als auch für SMBus. Um mit dem Sensor zu kommunizieren, initiiert der Master zunächst einen I2C-Startbefehl. Mit einer 7-Bit-Slave-Adresse 1000101 adressiert der Master das Slave-Gerät.

Schaltplan

Im Schaltplan wird die Messung des Umgebungslichts mit dem OPT3007 beschrieben, der auf einer flexiblen Leiterplatte montiert ist. Anwendungen, die eine Steuerung in Abhängigkeit vom Umgebungslicht erfordern, verwenden Umgebungslichtsensoren. OPT3007 hat zwei Kategorien von Schnittstellen – elektrische Schnittstelle und optische Schnittstelle.

I2C SDA- und SCL-Pins werden verwendet, um den Sensor mit einem Mikrocontroller zu verbinden. In einer elektrischen Schnittstelle sind diese SDA- und SCL-Pins mit demselben Pin des Mikrocontrollers verbunden. Pull-up-Widerstände sind zwischen der Stromversorgung und den SDA- und SCL-Pins angeschlossen. Um Geschwindigkeit, Leistung, Störfestigkeit und andere Anforderungen auszugleichen, kann die Widerstandsauswahl optimiert werden.

Um das Ausmaß der Kopplung in die Kommunikationsleitungen zu minimieren, sollten geeignete Layoutverfahren verwendet werden. Es gibt zwei Möglichkeiten, wie Rauschen in die Kommunikationsleitungen eingebracht werden kann.

Eine Möglichkeit besteht darin, Signalflanken zwischen den beiden Kommunikationsleitungen selbst kapazitiv zu koppeln, und die andere Möglichkeit besteht darin, im System vorhandene Rauschquellen umzuschalten. Wenn Sie in einer lauten Umgebung arbeiten, schirmen Sie die Kommunikationsleitung ab, damit kein Rauschen in das System eindringt.

In der Schaltung ist OPT3007 auf einer flexiblen Platine mit einer Aussparung montiert, die das Licht, um den Sensor zu beleuchten. Die Abmessungen und Toleranzen dieses Ausschnitts können die Leistung des optischen Sichtfelds des Systems beeinträchtigen.

Sichtfeld ist der Winkel, bei dem die Winkelreaktion 50 % des Maximalwerts der Systemreaktion beträgt. Das Sichtfeld des Systems hängt von der Drehachse ab.

Pin-Beschreibung von OPT3007

OPT3007 ist als ultrakleines 6-Pin-Picostar-Gehäuse erhältlich. Die Pin-Beschreibung dieses ICs ist wie folgt.

• A1 ist der Massestift GND.
• B1 ist der Pin ohne Anschluss NC.
• C1 ist der Stromversorgungspin VDD. An diesem Pin wird eine Spannung von 1,6V bis 3,6V angelegt.
• A2 ist der I2C-Takt-Pin SCL. Es ist ein digitaler Eingangspin. Dieser Pin ist über einen 10-kΩ-Widerstand mit einer Spannungsversorgung im Bereich von 1,6 V bis 5,5 V verbunden.
• B2-Pin ist der NC-Pin ohne Verbindung.
• C2 ist der digitale Eingangs-/Ausgangspin SDA. Es ist der I2C-Datenpin. Dieser Pin ist über einen 10-kΩ-Widerstand mit der Spannungsversorgung verbunden.

Spezifikationen von OPT3007

Spezifikationen des ultradünnen Umgebungslichtsensors OPT3007 sind wie folgt-

• OPT3007 ist ein Luxmeter, das die Intensität des sichtbaren Lichts misst.
• Der Messbereich dieses Sensors reicht von 0,01 Lux bis 83k Lux.
• Dieser Sensor verfügt über eine automatische Full-Scale-Einstellungsfunktion.
• Ein effektiver 23-Bit-Dynamikbereich mit automatischer Verstärkungseinstellung ist auch in diesem Sensor vorhanden.
• Dieser Sensor arbeitet mit einem geringen Betriebsstrom von 1,8µA.
• Der Betriebstemperaturbereich des OPT3007 reicht von -40°C bis 85°C.
• OPT3007 hat feste I2C-Adressen.
• Dieser Sensor hat einen weiten Spannungsversorgungsbereich von 1,6 V bis 3,6 V.
• Dieser Sensor verfügt über eine präzise optische Filterung, die der photopischen Reaktion des menschlichen Auges entspricht.
• Dieser Sensor enthält 5,5V-tolerante E/A.
• OPT3007 hat einen kleinen Formfaktor.
• VDD-zu-Masse-Spannungsversorgung für diesen IC liegt im Bereich von -0,5 V bis 6 V.
• Dieser Sensor ist als ultrakleines Picostar-Paket erhältlich.

Bewerbungen

Anwendungen von OPT3007 sind wie folgt-

• Aufgrund seiner ultrakleinen Größe wird dieser Sensor in Smartwatches und tragbarer Elektronik verwendet.
• Kameras.
• Tablet- und Notebook-Computer.
• Dieser Sensor wird verwendet, um die Hintergrundbeleuchtung des Displays zu steuern.
• Lichtsteuerungssysteme nutzen diesen Sensor ebenfalls.
• Dieser Sensor wird auch für Fitnessbänder verwendet.
• OPT3007 kann als Ersatz für Fotodioden und Fotowiderstände verwendet werden.

Alternative IC

Einige der ICs, die als Alternative zu OPT3007 verwendet werden können, sind OPT3004, OPT3006, OPT3002, OPT301, etc…

OPT3007 ist ein dünner Wafer aus aktivem Silizium. Es enthält keinen mechanischen Schutz oder Verstärkung. Daher sollte dieser Sensor mit entsprechender Sorgfalt behandelt werden. Halten Sie die optische Oberfläche des Geräts frei von Fingerabdrücken, Kanälen usw.…

Weitere Informationen zu den elektrischen Eigenschaften und der Funktionsweise des Sensors finden Sie im Datenblatt von Texas Instruments. Welche zusätzlichen Vorsichtsmaßnahmen haben Sie bei der Verwendung dieses Sensors getroffen?

Bildnachweis:Texas Instruments