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亿光数位环境光感测器照度转换方式

更新时间  2021-08-19 09:40 阅读

环境光感应器可以感测到和人眼接收感觉类似的光源,并让相关的应用产品根据感测到的光源资讯做相应的开,关及自动调整控制,以达到省电及安全的应用目的。类比环境光感应器靠调整负载电阻来改变切换门槛值且精确度较差,微处理器(MCU)可经由 I2C 介面对数位 ALS 的暂存器做读、写控制,借此达到较准确的控制。

 

 

地球上充满了各种波长的电磁波,依波长从短到长可分为紫外线、可见光及外线,而照度定义的可见光为人眼可见的电磁频谱,其波长为380~770nm而 ALS 主要就是侦测此段波长的电磁波强度。

 

 

而亿光的 ALS-DPDIC17-78C/L749/TR8 数位环境光感测器,因封装内有两组不同频谱的光二极体(PD)感测元件,故可区分出不同的光源,以达到更高的准确度。

 

U9彩票 在 380~770nm 的可见光波段中,在较明亮环境中人眼对 555nm 波长的绿色光最为敏感,假设其他可见光波长跟 555nm 的光产生同样亮度感觉所需的光通量为 X(λ),则 555nm 的光通量和其他 X(λ)的比值可描出所谓的视见函数。

 

照度的定义是参考视见函数,因不同的光源在不同的波长会有不同的辐射强度,而 ALS 的镀膜无法做到跟视见函数一模一样,故ALS 得到的 Count 值并不能直接换算成照度值(Lux)。

 

ALS-DPDIC17-78C/L749/TR8 内部有两种不同镀膜膜的 PD,如下图,此两颗 PD 对不同光谱的光会有不同响应,利用此特性可区分出不同的光源并给予相应的换算公式, 如此可解决上述相同照度下,不同光谱的光源得到不同换算照度值的问题。

 

 

U9彩票 把 ALS-DPDIC17-78C/L749/TR8 读到的 count 值转换成照度流程如下

 

1.准备不同的光源,例如:白光 LED、萤光灯、白炽灯及标准光源 D65…等,及标准件(标准照度计)。

 

2. 使用第一种光源照射 ALS 及照度计,纪录照度计的读值 Ev,并适当调整暂存器ALS_GAIN(0x04)及 ALS_TIME(0x05)的设定,同时记录 ALS CH0(0x1C, 0x1D)及 CH1(0x1E, 0x1F)的读值。调整时,需考量最大使用环境照度,设计当 ALS 的输出饱和时的处理。

 

U9彩票 3. 把 CH0/CH1 的比值当成 R(1)。

 

U9彩票 4. 计算系数 K(1) = Ev/CH0。

 

U9彩票 5. 此光源的照度 Lux = CH0 * K(1)

 

6. 切换不同光源并重复上述步骤 1~5,可得到不同的比值 R(n)及系数 K(n)。

 

U9彩票 7. 把相对应的光源与其比值 R(n)及系数 K(n)搭配,可得到不同光源的 Lux 转换公式。

 

U9彩票 8.计算系数 K(n)时,建议让 K 值小于 2,若 K 值过大,可回到第 2 步调整暂存器ALS_GAIN(0x04)及 ALS_TIME(0x05)的设定。

 

U9彩票 表图为 ALS 裸测得到的数据(无 cover lens),参考表一可得以下的公式。

 

U9彩票 If CH0/CH1 <= 0.42, Lux = CH0/GAIN_value x 64/(ALS_TIME+1) x 0.41

 

If 0.42 < CH0/CH1 < 0.66, Lux = CH0/GAIN_value x 64/(ALS_TIME+1) x 0.57

 

If CH0/CH1 >= 0.66, Lux = CH0/GAIN_value x 64/(ALS_TIME+1) x 1.58

 

注意:每颗 ALS 镀膜及制程都会有些微差异,换算出的 Lux 也会有误差,故若要求精确度较高需再自行校正并修正公式。

 

 

U9彩票 ALS-DPDIC17-78C/L749/TR8 读值转换成照度的流程,请参考下图。

 

 

PS:如需数位环境光感测器的样品测试、规格书资料、应用技术咨询等,请联系超毅电子。