عمل مستشعر الضوء المحيط وتطبيقاته

جرب أداة القضاء على المشاكل





'lux' هي الوحدة القياسية الدولية للإضاءة المحيطة المستخدمة للإضاءة. يتراوح الأداء النموذجي لهذا المستشعر من أقل من 50 لوكس إلى أكثر من 10000 لوكس. هنا يمكن توليد 50 لوكس داخل الضوء الخافت بينما أكثر من 10000 لوكس في وقت الظهيرة. لوكس هو وحدة SI للإضاءة وهو ما يعادل لومن واحد لكل متر مربع. يستخدم هذا في القياس الضوئي لقياس الشدة التي يتم إدراكها من خلال العين البشرية عندما يضرب الضوء سطحًا. في عام 2004 ، هناك العديد من الهواتف التي تم تصميمها مع البيئة المحيطة مستشعر الضوء و تم بيع 30٪ من الهواتف. في حين أنه في عام 2016 ، 85٪ من الهواتف تحمل في ثناياه عوامل وبيعت.

ما هو مستشعر الضوء المحيط؟

يعد مستشعر الإضاءة المحيطة نوعًا واحدًا من المكونات المستخدمة في الأجهزة المحمولة والهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة تلفزيون LCD وشاشات عرض السيارات. مبدأ عمل مستشعر الضوء المحيط هو ، جهاز كشف ضوئي ، يستخدم للكشف عن مجموع الضوء المحيط في مكان قريب ويقلل بشكل مناسب من ضوء شاشة الهاتف المحمول.




لذا فإن هذا يتجنب سطوع الشاشة كلما تم تعديل المستخدمين للرؤية داخل غرفة مظلمة أو أقل سطوعًا حيث يتم استخدام الهاتف المحمول في الهواء الطلق أثناء النهار. من خلال تعتيم شاشة الهاتف ، يمكن للمرء أن يطيل عمر البطارية.

مستشعر الضوء المحيط

مستشعر الضوء المحيط



هناك ثلاثة أنواع من أجهزة استشعار الضوء المحيط وهي: الثنائيات الضوئية ، المرحلية الضوئية ، و الترانزستورات الضوئية التي تجمع بين كاشف ضوئي ومكبر للصوت في جهاز واحد.

دائرة مستشعر الضوء المحيط

يعتبر مستشعر الإضاءة المحيطة مثل الحصاد مصدر طاقة للتحكم في تركيبات الحمام ، وأجهزة استشعار الطقس عن بعد ، وأجهزة مراقبة ضربات القلب والأجهزة منخفضة الطاقة. يمكن قياس الضوء المحيط بدقة باستخدام نظام الحصاد في قلب الطاقة. يوضح تصميم نظام الحصاد دائرة تجارية سهلة توفر جهدًا يتناسب مع قوة الضوء المحيط.

المستشعر المستخدم في الدائرة هو LDR (المقاوم المعتمد على الضوء) ، وستتغير مقاومة هذا مع قوة الإضاءة المحيطة. متي المستشعر في الظلام ، عندها ستنخفض المقاومة من ملايين الأوم في الظلام وكذلك بضع مئات من الأوم في الضوء الصافي.


دائرة مستشعر الضوء المحيط

دائرة مستشعر الضوء المحيط

إنه قادر على اكتشاف التقلبات الصغيرة أو الكبيرة داخل مستويات الإضاءة ، ويمكنه التمييز بين مصباح كهربائي واحد ، وضوء الشمس المباشر ، والظلام الكامل ، وما إلى ذلك. يحتاج كل تطبيق إلى دائرة مناسبة بالإضافة إلى ترتيب مادي لسيناريو الإضاءة الصحيح. يمكن توصيل المستشعر المستخدم في هذه الدائرة في مجال واضح ومقاوم للماء.

تعطي دائرة مستشعر الضوء المحيط أعلاه جهدًا (o / p) يتفاعل مع كل من شدة الضوء والجهد الداخلي مع LDR الذي يعمل كمقاوم للكسب لمضخم الأجهزة (AD8226). وترد أدناه وظيفة نقل مكبر للصوت الأجهزة.

الخامسخارج= G (V.في+-الخامسفي-) + V.المرجع

في المعادلة أعلاه ، 'G' هو كسب الدائرة ، و 'VIN + وكذلك VIN - الفولتية الموجبة والسالبة ، و' VREF 'هو الجهد عند الدبوس المرجعي. عندما يتم توصيل VIN- (الإدخال السلبي) والدبوس المرجعي بالأرض ويتم تطبيق VIN + (دبوس الإدخال) نحو الإدخال الإيجابي ، فسيكون الكسب

G = V.خارج/ الخامسفي+ = 1 + 49.4 كيلو أوم / LDR

LDR = (49.4 كيلو أوم) / (V.خارج/ الخامسفي+) - 1

عندما تكون قيمة LDR معروفة ، يمكن فك تشفير القيمة إلى مستوى الضوء. لذلك ، تتحول المهمة إلى واحدة من مراقبة خرج op-amp بجهد دخل.

هنا يمكن أن يكون الجهد الموجب عبارة عن جهد تيار متردد ، أو جهد تيار مستمر ، أو نسخة متوازنة من مصدر الطاقة. لذلك ، يمكن أن تعتمد دقة الكسب على دقة اثنين من المقاومات الرقيقة الداخلية التي يتم قطعها.

تُستخدم الدائرة أعلاه لحساب الضوء المحيط عن طريق تغيير مقاومة المقاوم للصور للجهد ويمكن حسابه في مكان بعيد. تم اختيار مضخم الأجهزة نظرًا لنطاق التشغيل الواسع لمصدر الطاقة الذي يتراوح من 2.7 فولت إلى 36 فولت ، والسكك الحديدية إلى السكك الحديدية ، والاكتمال الوظيفي ، والتيار الهادئ المنخفض.

تتعامل هذه الدائرة مع مقاومة كسب تتراوح من عدد قليل من أوم إلى ما لا نهاية. لأن مكبرات الصوت هذه تتحول إلى أقل تكلفة وأن عملها المحسن يجعلها بدائل مثالية مخصصة لمضخمات التشغيل (مكبرات الصوت التشغيلية).

التطبيقات

تشمل تطبيقات مستشعر الإضاءة المحيطة ما يلي.

يستخدم مستشعر الإضاءة المحيطة للتحكم في الإضاءة الخلفية لجهاز عرض شاشات الكريستال السائل التطبيقات القائمة على التحكم في سطوع شاشة الهاتف لتقليل عمر البطارية. تتراوح تطبيقات هذا المستشعر من الإلكترونيات الاستهلاكية إلى السيارات. هذه هي الفائدة الرئيسية لتطبيقات الهاتف المحمول.

تستخدم هذه المستشعرات أيضًا في جميع أنواع مصادر الضوء مثل ضوء الشمس الطبيعي والمصابيح المتوهجة والفلوريسنت. على سبيل المثال ، يتم استخدام مستشعر الإضاءة المحيطة AMIS74980x من AMI Semiconductor في تطبيقات السيارات وكذلك تطبيقات المستهلك. الميزة الرئيسية لهذا المستشعر هي السماح لجهاز التحكم في الشاشة بتنظيم شدة التيار الأقل ظلمة.

وبالمثل ، فإن مستشعر الإضاءة المحيطة مثل ALS-SFH5711 من أوسرام يعمل على تحسين خصائص العين البشرية المخصصة لتطبيقات الأجهزة المحمولة والسيارات. تُستخدم هذه الأجهزة لتكرار قوس حساسية عين الشخص ، مما يسمح بمواءمة شاشات الهاتف المحمول ومستويات سطوعها بدقة أكبر. تستخدم هذه المستشعرات في تطبيقات السيارات مثل التحكم في المصابيح الأمامية وتعتيم قمرة القيادة.

يستخدم مستشعر الإضاءة المحيطة APDS-9004 من Avago Technologies للتحكم في الإضاءة الخلفية في مشغلات DVD وشاشات LCD الاستهلاكية والهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والكاميرات الرقمية وما إلى ذلك. الميزة الرئيسية لهذا المستشعر هي التعديل التلقائي لتوفير الطاقة وزيادة حياة شاشات LCD في أجهزة عرض يدوية. بالإضافة إلى ذلك ، تتحكم هذه المستشعرات في الإضاءة الخلفية بناءً على البرنامج الذي حدده الصانع.

يستخدم هذا المستشعر أيضًا في الإضاءة الداخلية والخارجية لتشغيل / إيقاف التشغيل والتي تشمل إنارة الشوارع والإشارات الإلكترونية وكذلك الإشارات.

وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بإلقاء نظرة عامة على ملف مستشعر الإضاءة المحيطة . من المعلومات المذكورة أعلاه ، أخيرًا ، يمكننا أن نستنتج أن هذا المستشعر يحدد مقدار الضوء الذي يمكن الوصول إليه داخل المنطقة المحيطة بالهواتف. ينظم تلقائيًا شدة شاشة الهاتف من أجل الحفاظ على عمر بطارية الهاتف ولضبط شاشة الهاتف لتخفيف توتر العين. إليك سؤال لك ، ما هي فوائد مستشعر الإضاءة المحيطة؟