آموزش ماژول لوکس متر bh1750 + بررسی دیتاشیت (ماژول سنجش شدت روشنایی)

ماژول لوکس متر bh1750  که در واقع ماژولی در دسته بندی سنسور های نوری بوده که توانایی محاسبه لوکس یا شدت روشنایی حاصل از یک منبع روشنایی را دارا می باشد. ماژول لوکس متر bh1750 که در مدل های مختلف در بازار عرضه می شود و کارکرد و پروتکل های همه ی آن ها با هم یکسان می باشد دارای پنج پایه خروجی شامل  VCC – GND – SDA – SCL – ADDR از پروتکل I2C جهت ارتباط با میکرو بهره می گیرد .

در ماژول لوکس متر bh1750 لوکس چیست ؟

واحد LUX یکای شدت روشنایی در واحد SI  بوده در نتیجه می توان لوکس را شار نوری تابیده شده برواحد مساحت تعریف کرد یک لوکس معادل یک لومن بر متر مربع می باشد این واحد در علوم رادیومتری معادل واحد وات بر متر مربع است.

تعریف علمی واحد لوکس یا شدت روشنایی

اما تعریف علمی و دیرینه لوکس از دیدگاه آکادمیک برابر میزان نور تابیده شده از یک شمع در فاصله یک متری می باشد بعد ها دانشمندان به این نتیجه رسیدند که نور ماه کامل نیز در شب برابر یک لوکس می باشد

باید توجه داشت که میزان نور یک منبع تابش نور را با لومن اندازه می گیرندبرای همین روی بیشتر لامپ هایی که جهت روشنایی در خانه و یا صنعت استفاده می گردد از یکای لومن استفاده می کنند با این حال هرچه از منبع نور دور تر شویم با توجه به زاویه تابش منبع نور و فاصله میزان نور دریافتی از منبع نور کاهش می یابد که آن را با لوکس نشان می دهیم

به این مثال توجه کنید اگر میزان نور تولید شده توسط یک منبع نوری  برابر 1000 لومن باشد روی یک سطح یک متر مربع میزان شدت نور دریافتی نیز برابر 1000 لوکس می باشد اما همین منبع نورر 1000 لومن روی یک سطح 10 متر مربعی میزان شدت نور دریافتی در هر نقطه برابر 100 لوکس می باشد

لوکس متر چیست؟

لوکس متر دستگاهی در رده ی سیستم ابزار دقیق بوده که توانایی محاسبه شدت نور تابیده شده از منبع نوری را دارا می باشد که به سه صورت دستگاه های پرتابل و یا قابل حمل، ماژول های آماده جهت نصب روی مدار و سنسور هایی به صورت تک قطعه الکترونیکی که با توجه به نیاز در هر نقطه مدار نصب می گردد ارائه می گردد.

ماژول  BH1750 چگونه شدت تابش روشنایی را محاسبه می نماید؟

مواد تشکیل دهنده سنسور حساس به نور این ماژول یک عدد فتو دیود می باشد که از موادی همانند سیلیکونی ژرمانیومی گالیم آرسنید ایندیم کادمیوم تلویدی و جیوه ای که با توجه به مواد تشکیل دهنده این مدل فتودیود ها از 190 الی 14000 نانومتر گستره ی طول موج  های نوری را در برمی گیرند در بخش اصلی این سنسور می توان به دیاگرام اصلی ماژول توجه کرد که به صورت زیر می باشد

. PD فتودیودی در گستره طول موج قابل روئیت برای چشم انسان می باشد

. AMP آمپلی فایری که تغییرات نوری که از طریق فتودیود به وجود می آید به پالس الکتریکی تبدیل می کند

. ADC بخشی که سیگنال آنالوگ دریافتی که از آمپلی فایر را جریان دارد را به سیگنال دیجیتال تبدیل می نماید

. Logic + I2C interface واحد ارسال اطلاعات 16 بیتی تولید شده ADC  به خارج از  طریق پروتکل I2C

. OSC نوسان ساز داخلی که با فرکانس 320 کیلوهرتز در حال نوسان می باشد

ماژول لوکس متر BH1750FVI

ماژول نور سنج GY-30 (BH1750)

ماژول سنجش نور GY-302(BH1750)

ماژول نورسنج که در بالا به آن ها اشاره شد همگی از سنسور BH1750 استفاده می نماید فقط تنها تفاوت آن ها در اندازه و و فرم تولید شده می باشد برای مثال ماژول BH1750FVI دارای کلاهکی نیمه شفاف بوده که سنسور را از برخورد مستقیم با آب و گرد و غبار حفظ نموده و نور تابیده شده به این سطح نیمه شفاف باعث ورود یکنواخت نور به سطح سنسور می گردد این دو مورد برای دستگاه هایی که در هوای آزاد مورد استفاده قرار می گیرند بسیار مهم می باشد.

آموزش کامل راه اندازی ماژول نورسنج BH1750 مدل FVI

پایه های خروجی ماژول لوکس متر bh1750

VCC – 5 v dc = این پایه به ولتاژ 5 ولت دی سی متصل می گردد.

GND – GND = این پایه به زمین یا منفی برد متصل می گردد

SCL – A5 = در برد های آردوینو این پایه به A5 یا SCL برد متصل می گردد

SDA – A4 = در برد های آردوینو این پایه به A4 یا SDAبرد متصل می گردد

ADDR  – GND / 5v vcc = جهت تغییر آدرس I2C برد استفاده می شود

ADDR = GND  آدرس I2C برابر 0x23

ADDR = +5v  آدرس I2C برابر 0x5C

راه اندازی ماژول BH1750 با آردوینو UNO

با توجه به مشابه بودن پایه های خروجی در تمام مدل های ماژول لوکس متر bh1750 می توان از شماتیک زیر جهت اتصال ماژول به برداستفاده نمود

پس از اتصال خروجی های ماژول لوکس متر bh1750 به برد آردوینو وارد محیط برنامه آردوینو می شویم و از مسیر

Sketch   ͢   include library  ͢   manage libraries

وارد محیط مدیریت کتابخانه شده و واژه BH1750 را جست و جوو نمایید پس از نصب کتابخانه از مسیر

File    ͢     Examples   ͢    BH1750

را پیدا کرده و یکی از مثال های ساده را فرا خوانی نمایید و یا طبق دستوالعمل زیر عمل نمایید.

ابتدا فایل ZIP کتابخانه ماژول لوکس متر bh1750 معرفی شده را دانلود کنید و سپسدر مسیر زیر نصب نمایید .

دریافت کتابخانه از سایت گیت هاب

Sketch   ͢   include library  ͢   Add.ZIP Library

پس از نصب کتابخانه ماژول لوکس متر bh1750 کد زیر را درمحیط برنامه نویسی آردوینو کپی نموده و روی برد آردوینو UNO آپلود نمایید

#include <BH1750.h>
#include <Wire.h>
BH1750 lightMeter;
void setup() {
Serial.begin(9600);
Wire.begin();
lightMeter.begin();
Serial.println(F("BH1750 Test begin"));}
void loop() {
float lux = lightMeter.readLightLevel();
Serial.print("Light: ");
Serial.print(lux);
Serial.println(" lx");
delay(1000);
}