Werking en toepassingen van de omgevingslichtsensor

De ' lux' is de internationale standaardeenheid van het omgevingslicht dat wordt gebruikt voor de verlichtingssterkte. De typische prestaties van deze sensor variëren van minder dan 50 lux tot meer dan 10.000 lux. Hier kan 50 lux binnen bij weinig licht worden gegenereerd, terwijl 's middags meer dan 10.000 lux. De lux is de SI-eenheid voor verlichtingssterkte en dat komt overeen met één lumen per vierkante meter. Dit wordt in de fotometrie gebruikt om de intensiteit te meten die door het menselijk oog wordt waargenomen wanneer licht door een oppervlak valt. In het jaar 2004 zijn er veel telefoons die zijn ontworpen met een omgevingslichtsensor en 30% van de telefoons is uitverkocht. Terwijl anno 2016 85% van de telefoons ingebouwd en uitverkocht is.

Wat is een omgevingslichtsensor?

Een omgevingslichtsensor is een soort onderdeel dat wordt gebruikt in mobiele apparaten, smartphones, notebooks, lcd-tv's en autodisplays. Het werkingsprincipe van de omgevingslichtsensor is, het is een fotodetector, die wordt gebruikt voor het detecteren van de som van omgevingslicht in de buurt en vermindert op passende wijze het licht van het mobiele scherm.

Dit vermijdt dus de helderheid van het scherm wanneer de gebruikers worden aangepast voor zicht in een donkere kamer, anders minder helderheid omdat de mobiel overdag buitenshuis wordt gebruikt. Door het mobiele scherm te dimmen kan men de levensduur van de batterij verlengen.

Er zijn drie soorten omgevingslichtsensoren, namelijk fotodiodes, fotonische IC's en fototransistoren die een fotodetector en een versterker in één apparaat combineren.

Circuit voor omgevingslichtsensor

De omgevingslichtsensor wordt beschouwd als het oogsten van een energiebron om badkamerarmaturen, externe weersensoren, hartslagmonitors en apparaten met een laag energieverbruik te bedienen. Het omgevingslicht kan nauwkeurig worden gemeten met behulp van het oogstsysteem in het hart van energie. Het ontwerp van een oogstsysteem illustreert een eenvoudig, commercieel circuit dat een spanning biedt die evenredig is met de sterkte van het omgevingslicht.

De sensor die in het circuit wordt gebruikt, is een LDR (lichtafhankelijke weerstand), en de weerstand hiervan zal veranderen met de sterkte van het omgevingslicht. Als de sensor in het donker is, wordt de weerstand verlaagd van miljoenen ohm in het donker en enkele honderden ohm in helder licht.

Het is in staat om kleine of grote fluctuaties binnen lichtniveaus te detecteren, het kan onderscheid maken tussen één gloeilamp, direct zonlicht, volledige duisternis, enz. Elke toepassing heeft ook een geschikt circuit nodig als fysieke opstelling voor het juiste lichtscenario. De sensor die in dit circuit wordt gebruikt, kan in een helder en waterdicht veld worden aangesloten.

Het bovenstaande omgevingslichtsensorcircuit geeft een o/p-spanning die reageert op zowel de lichtintensiteit als de ingangsspanning met de LDR die werkt als de versterkingsweerstand voor de instrumentatieversterker (AD8226). De overdrachtsfunctie van de instrumentatieversterker wordt hieronder gegeven.

V_OUT =G (V_IN + _– V_IN -) + V_REF

In de bovenstaande vergelijking is 'G' de versterking van het circuit, en 'VIN+ en VIN-de positieve en negatieve ingangsspanningen, en is 'VREF' de spanning op de referentiepin. Wanneer de VIN- (negatieve ingang) en referentiepin zijn verbonden met aarde en VIN+ (ingangspin) wordt toegepast op de positieve ingang, dan is de versterking

G =V_OUT / V_IN + =1 + 49,4 kΩ /LDR

LDR =(49,4 kΩ) / (V_UIT / V_IN +) – 1

Als de LDR-waarde bekend is, kan de waarde worden gedecodeerd in het lichtniveau . Daarom verandert de taak in het observeren van de uitvoer van de op-amp met een ingangsspanning.

Hier kan de positieve spanning een AC-spanning zijn, of een DC-spanning, of een gebalanceerde versie van de voeding. De nauwkeurigheid van de versterking kan dus afhangen van de precisie van twee dunne-filmweerstanden aan de binnenkant die worden getrimd.

Het bovenstaande circuit wordt gebruikt om het omgevingslicht te berekenen door de weerstand van de fotoweerstand te wijzigen in een spanning en het kan op een verre plaats worden berekend. De instrumentatieversterker is gekozen vanwege het brede werkbereik van de voeding, variërend van 2,7 V tot 36 V, rail-to-rail o/p, functionele volledigheid en lage ruststroom.

Dit circuit werkt met een versterkingsweerstand die varieert van een paar ohm tot oneindig. Omdat deze versterkers minder duur worden en de verbeterde werking hen perfecte vervangingen maakt die bedoeld zijn voor op-amps (operationele versterkers).

Toepassingen

De toepassingen van de omgevingslichtsensor omvatten de volgende.

De omgevingslichtsensor wordt gebruikt om de achtergrondverlichting van op een LCD-scherm gebaseerde applicaties te regelen om de helderheid van het scherm van mobiele telefoons te regelen om de levensduur van de batterij te verkorten. De toepassingen van deze sensor variëren van consumentenelektronica tot automotive. Dit is het belangrijkste voordeel van mobiele applicaties.

Deze sensoren worden ook gebruikt in alle soorten lichtbronnen, zoals natuurlijk zonlicht, gloeilampen en fluorescentielampen. De AMIS74980x omgevingslichtsensor van AMI Semiconductor's wordt bijvoorbeeld gebruikt in zowel auto- als consumententoepassingen. Het belangrijkste kenmerk van deze sensor is dat de displaycontroller de intensiteit kan regelen in minder donkere stroom.

Evenzo maakt de omgevingslichtsensor, zoals de ALS-SFH5711 van OSRAM, een hype van de kenmerken van het menselijk oog, bedoeld voor mobiele en autotoepassingen. Deze apparaten worden gebruikt om de gevoeligheidsboog van het oog van de persoon na te bootsen, waardoor mobiele displays en de helderheidsniveaus nauwkeuriger kunnen worden afgestemd. Deze sensoren worden gebruikt in automobieltoepassingen zoals koplampbediening en dimmen van de cockpit.

De APDS-9004 omgevingslichtsensor van Avago Technologies wordt gebruikt voor het regelen van de achtergrondverlichting in dvd-spelers, LCD-consumentenschermen, mobiele telefoons, notebook-pc's, digitale camera's, enz. Het belangrijkste kenmerk van deze sensor is een automatische wijziging om stroom te besparen en de levensduur van de LCD-schermen in handige weergaveapparaten te verlengen. Bovendien regelen deze sensoren de achtergrondverlichting op basis van het door de maker ingestelde programma.

Deze sensor wordt ook gebruikt in zowel binnen- als buitenverlichting voor het in- en uitschakelen, waaronder straatverlichting, elektronische signalen en borden.

Dit gaat dus allemaal over een overzicht van een omgevingslichtsensor. Uit bovenstaande informatie kunnen we tot slot concluderen dat deze sensor bepaalt hoeveel licht er toegankelijk is in de regio rondom de telefoons. Het regelt automatisch de intensiteit van het mobiele scherm om de levensduur van de mobiele batterij te behouden en om het mobiele scherm aan te passen om de oogspanning te verminderen. Hier is een vraag voor u, wat zijn de voordelen van een lichte omgevingssensor?