BH1750FVI 光照傳感器詳解

1. BH1750FVI 簡(jiǎn)介

BH1750FVI 是羅姆（ROHM）公司推出的一款 數(shù)字光強(qiáng)傳感器，能夠測(cè)量環(huán)境光照強(qiáng)度，并以 數(shù)字信號(hào) 輸出。該傳感器采用 I2C 通信接口，具有高精度、低功耗、寬測(cè)量范圍等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于 智能手機(jī)、自動(dòng)調(diào)光顯示設(shè)備、照明控制、環(huán)境光檢測(cè) 等領(lǐng)域。

BH1750FVI 的主要優(yōu)勢(shì)在于其 內(nèi)部集成 A/D 轉(zhuǎn)換電路，能夠直接輸出 光照度（Lux） 數(shù)據(jù)，而無(wú)需額外的復(fù)雜計(jì)算，大幅簡(jiǎn)化了光照檢測(cè)的電路設(shè)計(jì)。

2. 常見(jiàn)型號(hào)及封裝

2.1 BH1750FVI 主要型號(hào)

BH1750FVI 主要有以下幾種版本，雖然核心功能相同，但在通信協(xié)議、供電電壓等方面有所不同：

• BH1750FVI（標(biāo)準(zhǔn)版）：支持 I2C 通信，電壓范圍 2.4V ~ 3.6V，封裝 SOP-8。

• BH1750FV（低壓版）：支持 I2C 通信，電壓范圍 1.8V ~ 3.6V，封裝 SOP-8。

• BH1721FVC：支持 I2C 通信，但適用于更低功耗場(chǎng)景，封裝 SON-6。

2.2 封裝與引腳

BH1750FVI 采用 SOP-8 封裝，其引腳定義如下：

3. BH1750FVI 的技術(shù)參數(shù)

• 工作電壓： 2.4V ~ 3.6V

• 測(cè)量范圍： 1 ~ 65535 Lux

• 分辨率： 1 Lux（最大精度可達(dá) 0.5 Lux）

• 響應(yīng)時(shí)間： 120ms ~ 16ms（取決于模式）

• 接口類型： I2C（支持 100kHz 和 400kHz 通信）

• 功耗： 0.12mA（測(cè)量模式），0.01μA（待機(jī)模式）

• 光譜響應(yīng)范圍： 400nm ~ 700nm（接近人眼響應(yīng)曲線）

BH1750FVI 具有 高動(dòng)態(tài)范圍，可用于檢測(cè)不同環(huán)境光線強(qiáng)度的變化，同時(shí)其低功耗特性也適用于 電池供電設(shè)備。

4. BH1750FVI 的工作原理

4.1 基本測(cè)量原理

BH1750FVI 采用 光電二極管（Photodiode）+ A/D 轉(zhuǎn)換器 來(lái)實(shí)現(xiàn)光照測(cè)量。其內(nèi)部主要包含以下幾個(gè)模塊：

1. 光電二極管（Photodiode）： 負(fù)責(zé)接收環(huán)境光，并將其轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)。

2. 積分放大電路（Integrator）： 放大微弱的光電流信號(hào)，提高信號(hào)穩(wěn)定性。

3. 模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）： 將放大的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

4. 數(shù)據(jù)處理單元（DSP）： 計(jì)算最終的光照度值，并輸出 I2C 數(shù)據(jù)。

BH1750FVI 使用 16-bit A/D 轉(zhuǎn)換器，測(cè)量結(jié)果可以直接以 Lux（勒克斯）為單位輸出，不需要額外計(jì)算。這種設(shè)計(jì)大大減少了用戶 MCU 的計(jì)算負(fù)擔(dān)。

4.2 I2C 通信協(xié)議

BH1750FVI 通過(guò) I2C 總線 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其默認(rèn)地址為 0x23（ADDR 引腳接 GND）或 0x5C（ADDR 引腳接 VCC）。

常用的 I2C 讀寫(xiě)流程如下：

• 寫(xiě)入命令：主機(jī)發(fā)送 設(shè)備地址 → 命令碼，配置 BH1750FVI 進(jìn)入測(cè)量模式。

• 數(shù)據(jù)讀取：主機(jī)發(fā)送 設(shè)備地址，然后讀取 2 字節(jié)光照數(shù)據(jù)（高字節(jié)在前，低字節(jié)在后）。

4.3 測(cè)量模式

BH1750FVI 提供 6 種測(cè)量模式，主要分為 連續(xù)模式 和 一次性模式。

5. BH1750FVI 的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

1. 直接輸出 Lux 值，無(wú)需額外計(jì)算，使用簡(jiǎn)便。

2. 超低功耗，適用于便攜式設(shè)備和電池供電系統(tǒng)。

3. 高動(dòng)態(tài)范圍，適應(yīng)強(qiáng)光和弱光環(huán)境。

4. 接近人眼光譜響應(yīng)，適合照度檢測(cè)和亮度調(diào)節(jié)應(yīng)用。

5. 多種測(cè)量模式，支持不同應(yīng)用需求。

6. 抗干擾能力強(qiáng)，不受紅外光影響（比光敏電阻更穩(wěn)定）。

6. BH1750FVI 的應(yīng)用

由于 BH1750FVI 具有 低功耗、高精度、抗干擾能力強(qiáng) 的特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于以下場(chǎng)景：

• 智能手機(jī)自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)

• 液晶顯示屏（LCD/OLED）亮度控制

• 環(huán)境光監(jiān)測(cè)（智能家居、節(jié)能系統(tǒng)）

• 農(nóng)業(yè)光照檢測(cè)（植物生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)）

• 室外光照測(cè)量（太陽(yáng)能設(shè)備）

• 車載光感系統(tǒng)（自動(dòng)大燈、HUD 亮度控制）

7. 總結(jié)

BH1750FVI 是一款 高精度、低功耗、使用方便 的數(shù)字光照傳感器，能夠直接輸出 Lux 值，無(wú)需額外計(jì)算。其 I2C 接口 使其易于與 MCU 或單片機(jī)配合使用，被廣泛應(yīng)用于 自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)、環(huán)境光檢測(cè)、農(nóng)業(yè)光照監(jiān)測(cè)、車載系統(tǒng) 等領(lǐng)域。

這款傳感器的 高動(dòng)態(tài)范圍、良好的光譜響應(yīng)、穩(wěn)定的輸出 使其成為眾多光照檢測(cè)應(yīng)用中的理想選擇。