Báo cáo tiểu luận môn học cảm biến và sử lý tín hiệu Đề tài cảm biến cường Độ Ánh sáng

GIỚI THIỆUCảm biến BH1750 là một cảm biến ánh sáng kỹ thuật số được sử dụng để đo cường độ ánh sáng môi trường xung quanh..  Cường độ ánh sáng là thông số để xác định năng lượng phát ra

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN HỌC: CẢM BIẾN VÀ SỬ LÝ TÍN HIỆU

ĐỀ TÀI: CẢM BIẾN CƯỜNG ĐỘ ÁNH SÁNG

NHÓM: 5

Giảng viên hướng dẫn: LÊ QUANG ĐỨC

Sinh viên thực hiện: Mã SV: Lớp:

Nguyễn Xuân Thành 1711020049 17DTDA1

Trần Ngọc Vinh 1611251383 16DCTB1

Nguyễn Hưng 1811051642 18DTDA3

I GIỚI THIỆU

Cảm biến BH1750 là một cảm biến ánh sáng kỹ thuật số được sử dụng để đo

cường độ ánh sáng môi trường xung quanh Nó giao tiếp qua giao thức I2C và có

thể đo chính xác giá trị LUX của ánh sáng lên tới 65535 lx

II NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CẢM BIẾN

1 Khái niệm ánh sáng :

 Ánh sáng là tên gọi chung để chỉ hoạt động bức

xạ điện từ sở hữu những bước sóng nhỏ nằm

trong vùng quang phổ từ 380 nm đến 700 nm.

 Nó là tia sáng mà mắt thường con người có thể

nhìn thấy được

 Ánh sáng có tốc độc rất nhanh

2 Khái niệm cường độ ánh sáng

 Cường độ ánh sáng là thông số để xác định năng lượng phát ra từ một nguồn sáng theo hướng cố định

 Đơn vị cường độ ánh sáng là candela (cd).

 ký hiệu là I Nó liên quan tới khoảng cách nhìn về nguồn sáng ở các

góc độ khác nhau Mỗi góc độ sẽ có mức cường độ khác nhau dựa trên cùng một nguồn ánh sáng Để tính cường độ ánh sáng

I = Ф / ω

(Cường độ ánh sáng = Quang thông / diện tích chiếu sáng)

Trong đó:

(I) là cường độ ánh sáng (candela)

(Ф) là quang thông (lumen)(diện tích chiếu sáng)

(ω) là góc khối (steradian)

Đơn vị của cường độ ánh sáng là candela (cd) Cường độ ánh sáng

đo lường năng lượng phát ra từ một nguồn.

3 Cơ cấu đo:

 Cảm biến sử dụng một tế bào quang điện để chuyển đổi cường độ ánh sáng thành tín hiệu điện

 Cảm biến cường độ ánh sáng là một thiết bị điện tử được sử dụng để phát hiện

và đo lường mức độ ánh sáng trong môi trường xung quanh

 Tín hiệu này được xử lý bởi một bộ xử lý tín hiệu tích hợp trong cảm biến để cho ra giá trị đo cường độ ánh sáng

 có khả năng đo cường độ ánh sáng trong phạm vi rộng với độ phân giải cao

 Dải đo : 1 - 65.535 lux (lx)

4 Ứng dụng thực tế

 Đo Độ Sáng Trong Nhà và Ngoài Trời: giúp người dùng điều chỉnh

ánh sáng môi trường một cách thuận tiện và hiệu quả

 Tự Động Điều Chỉnh Ánh Sáng: giúp tiết kiệm năng lượng và tạo ra

môi trường làm việc thoải mái hơn

 Điều khiển hệ thống tưới cây tự động: Dựa trên dữ liệu đo được, hệ thống

tưới cây tự động có thể điều chỉnh thời gian và lượng nước tưới phù hợp.

5 Nguyên lý hoạt động của cảm biến BH1750

PD

Diode quang là phần tử cảm biến trong hệ thống, đóng vai trò chuyển đổi tín hiệu quang sang tín hiệu điện

AMP

Là bộ khuếch đại dùng để tăng cường độ tín hiệu nhận được từ cảm biến

ADC

Là bộ chuyển đổi tương tự sang số, dùng để chuyển đổi tương tự thu được từ cảm biến sau khi đã qua bộ khuếch đại , sang dạng tín hiệu số

Logic + I2C Interface

Là khối xử lý tín hiệu số và truyền thông giao tiếp I2c

OSC

Là mạch dao động để cấp dao động cho các mạch hoạt động

III ĐẠI LƯỢNG ĐO

1 Khái niệm đại lượng đo

Đại lượng vật lý :là các thể hiện về mặt định lượng bản chất vật lý có thể đo lường

được của một vật thể hay hiện tượng tự nhiên Chúng bao gồm khối lượng, trọng lượng, thể tích, vận tốc, lực, và nhiều đại lượng khác Khi đo đạc một đại lượng, giá trị

đo được là một con số theo sau bởi một đơn vị đo

2 Đại lượng đo của cảm biến BH1750:

 Cảm biến BH1750 : được sử dụng để đo cường độ ánh sáng theo đơn

vị lux Đây là một cảm biến ánh sáng kỹ thuật số thường được tích hợp trong điện thoại di động để điều chỉnh độ sáng màn hình dựa trên ánh sáng môi trường xung quanh

 Đơn vị cảm biến xuất là lux (lx)

Trong đó:

 (E) là cường độ ánh sáng (lux)

 (L) là quang thông (lumen)

 (d) là khoảng cách (m)

3 Các đại lượng đó được từ cảm biến BH1750:

 Candela (Cd): Đơn vị đo cường độ sáng

 Lux (Lx): Đơn vị đo độ rọi

 Lumens (Lm): Đơn vị đo quang thông

IV THÔNG SỐ KỸ THUẬT

BH1750 là cảm biến ánh sáng xung quanh kỹ thuật số loại đầu ra nối tiếp 16 bit Một số thông số kỹ

thuật của cảm biến này như

sau- Nguồn điện cần thiết cho hoạt động bình thường của cảm biến này là 2,4V -3,6V.

 Cảm biến này tiêu thụ dòng điện rất ít là 0,12mA -1,5mA

 1750 có thể đo cường độ ánh sáng lên đến 65535 đơn vị lx.

 BH1750 là mô-đun chính có trong cảm biến Mô-đun này hoạt động trên 3.3V Vì vậy, một bộ

điều chỉnh điện áp được sử dụng với IC.

 BH1750 có chức năng loại bỏ tiếng ồn ánh sáng 50Hz / 60Hz.

 BH1750 có một biến thể đo lường rất nhỏ Nó có hệ số biến thiên khoảng +/- 20%.

 Phạm vi nhiệt độ hoạt động của cảm biến này là từ -40 ° C đến 85 ° C.

 Điện áp tham chiếu I2C tối thiểu là 1,65V.

 Cảm biến này hoạt động với tần số xung nhịp 400kHz của I2C.

 Thời gian phản hồi : 16,7 ms

 Độ chính xác : ± 2 %

V ĐẤU NỐI

1 Cảm biến cường độ ánh sáng – sơ đồ chân của BH1750

2 Sơ đồ đấu nối :

3 Bản vẽ kỹ thuật

4 Đấu nối thực tế

5 Cách đấu nối:

 Code liên kết cảm biến BH1750 với ARDUINO

VI. KIỂM NGHIỆM

Số lượng bóng

đèn

3 bón g đèn

2 bón g đèn

1 bón g đèn Giá trị lux 155 –

162 LUX

605 LUX

850-950 LUX

VII DATASHEET

VIII KẾT LUẬN

 Cảm biến BH1750FVI là một cảm biến cường độ ánh sáng hiệu quả và dễ sử dụng Cảm biến này có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng thực tế, đặc biệt là trong các hệ thống tự động hóa

biến ánh sáng xung quanh BH1750 với Arduino Uno Cảm biến này rất dễ sử dụng Nó sử dụng giao thức truyền thông I2C, giúp việc đi dây trở nên đơn giản và thư viện cung cấp các phương pháp để dễ dàng nhận được các kết quả đọc

bình luận bên dưới, bạn sẽ sử dụng cảm biến BH1750 vào trong dự án nào nhé

IX TÀI LIỆU THAM KHẢO

* Datasheet của cảm biến cường độ ánh sáng

* Bài báo cáo về cảm biến cường độ ánh sáng

* Sách giáo khoa về điện tử và tự động hóa