Funcionamiento y aplicaciones del sensor de luz ambiental

El 'lux' es la unidad internacional estándar de luz ambiental utilizada para la iluminancia. El rendimiento típico de este sensor oscila entre menos de 50 lux y más de 10 000 lux. Aquí, se pueden generar 50 lux con poca luz y más de 10.000 lux al mediodía. Lux es la unidad SI para iluminancia y equivale a un lumen por cada metro cuadrado. Se utiliza en fotometría para medir la intensidad percibida por el ojo humano cuando la luz atraviesa una superficie. En 2004, muchos teléfonos están diseñados con un sensor de luz ambiental y el 30% de los teléfonos están agotados. Mientras que en 2016 se integran y venden el 85% de los teléfonos.

¿Qué es un sensor de luz ambiental?

Un sensor de luz ambiental es un tipo de componente utilizado en dispositivos móviles, teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, televisores LCD y pantallas de automóviles. El principio de funcionamiento del sensor de luz ambiental es que es un fotodetector, que se utiliza para detectar la suma de la luz ambiental cercana y reducir adecuadamente la luz de la pantalla del móvil.

Por lo tanto, evita el brillo de la pantalla cada vez que los usuarios cambian para ver en una habitación oscura; de lo contrario, se reduce el brillo porque el móvil se usa al aire libre durante el día. Al atenuar la pantalla del móvil, se puede prolongar la duración de la batería.

Hay tres tipos de sensores de luz ambiental, a saber, fotodiodos, circuitos integrados fotónicos y fototransistores que combinan un fotodetector y un amplificador en un solo dispositivo.

Circuito del sensor de luz ambiental

El sensor de luz ambiental se considera una fuente de energía para controlar accesorios de baño, sensores meteorológicos remotos, monitores de frecuencia cardíaca y dispositivos de bajo consumo. La luz ambiental se puede medir con precisión gracias al sistema de recolección de núcleo de energía. El diseño de un sistema de recolección ilustra un circuito comercial sencillo que proporciona un voltaje proporcional a la intensidad de la luz ambiental.

El sensor utilizado en el circuito es un LDR (resistencia dependiente de la luz), y la resistencia de este cambiará con la intensidad de la luz ambiental. Cuando el sensor está en la oscuridad, la resistencia se reducirá en millones de ohmios en la oscuridad, así como en unos pocos cientos de ohmios con luz brillante.

Es capaz de detectar pequeñas o grandes fluctuaciones en los niveles de luz, puede diferenciar entre una bombilla, luz solar directa, oscuridad total, etc. Cada aplicación necesita un circuito apropiado, así como un diseño físico para el escenario de iluminación correcto. El sensor que se utiliza en este circuito se puede conectar en un campo despejado y sellado.

El circuito del sensor de luz ambiental anterior proporciona un voltaje de salida que reacciona tanto a la intensidad de la luz como al voltaje de entrada con el LDR funcionando como la resistencia de ganancia del amplificador de instrumentación (AD8226). La función de transferencia del amplificador de instrumentación se da a continuación.

V_AFUERA = G (V_DENTRO+ _– V_DENTRO-) + V_ÁRBITRO

En la ecuación anterior, 'G' es la ganancia del circuito, y 'VIN+ más VIN - los voltajes de entrada positivos y negativos, y 'VREF' es el voltaje en el pin de referencia. Cuando VIN- (entrada negativa) y el pin de referencia están conectados a tierra y VIN+ (pin de entrada) se aplica hacia la entrada positiva, entonces la ganancia será

G=V_AFUERA/V_DENTRO+ = 1 + 49,4 kΩ/LDR

LDR = (49,4 kΩ) / (V_AFUERA/V_DENTRO+) – 1

Siempre que se conozca el valor LDR, el valor se puede decodificar en un nivel de brillo. Por lo tanto, la tarea se convierte en observar la salida del amplificador operacional con un voltaje de entrada.

Aquí, el voltaje positivo puede ser un voltaje de CA, un voltaje de CC o una versión balanceada de la fuente de alimentación. Por lo tanto, la precisión de la ganancia puede depender de la precisión de dos resistencias internas de película delgada que se ajustan.

El circuito anterior se usa para calcular la luz ambiental cambiando la resistencia del fotorresistor a un voltaje y se puede calcular en una ubicación remota. Se seleccionó el amplificador de instrumentación debido a su amplio rango operativo de suministro de 2,7 V a 36 V, o/p de riel a riel, integridad funcional y baja corriente de reposo.

Este circuito se maneja con una resistencia de ganancia que va desde unos pocos ohmios hasta el infinito. Porque estos amplificadores son cada vez menos costosos y su acción mejorada los convierte en reemplazos perfectos destinados a los amplificadores operacionales (op-amps).

Aplicaciones

Las aplicaciones del sensor de luz ambiental incluyen las siguientes.

El sensor de luz ambiental se utiliza para controlar la luz de fondo de las aplicaciones basadas en LCD para controlar el brillo de la pantalla del móvil y reducir la duración de la batería. Las aplicaciones de este sensor van desde la electrónica de consumo hasta la automoción. Esta es la principal ventaja de las aplicaciones móviles.

Estos sensores también se utilizan en todo tipo de fuentes de luz, como luz solar natural, lámparas incandescentes y lámparas fluorescentes. Por ejemplo, el sensor de luz ambiental AMIS74980x de AMI Semiconductor se utiliza tanto en aplicaciones automotrices como de consumo. La característica principal de este sensor es permitir que el controlador de pantalla regule la intensidad en menos corriente oscura.

Asimismo, el sensor de luz ambiental como el ALS-SFH5711 de OSRAM amplifica las características del ojo humano para aplicaciones móviles y automotrices. Estos dispositivos se utilizan para replicar el arco de sensibilidad del ojo de la persona, lo que permite configurar las pantallas en movimiento y los niveles de brillo con mayor precisión. Estos sensores se utilizan en aplicaciones automotrices, como el control de faros y la atenuación de la cabina.

El sensor de luz ambiental APDS-9004 de Avago Technologies se utiliza para el control de la retroiluminación en reproductores de DVD, LCD de consumo, teléfonos móviles, portátiles, cámaras digitales y más. La característica principal de este sensor es la modificación automática para ahorrar energía y aumentar la vida útil de las pantallas LCD en dispositivos de visualización prácticos. Además, estos sensores controlan la retroiluminación según el horario establecido por el fabricante.

Este sensor también se utiliza en iluminación interior y exterior para encender/apagar, incluido el alumbrado público, señales electrónicas y letreros.

Así que esta es una descripción general de un sensor de luz ambiental. De la información anterior, finalmente, podemos concluir que este sensor decide cuánta luz se puede acceder en la región que rodea los teléfonos. Regula automáticamente la intensidad de la pantalla móvil para preservar la vida útil de la batería móvil y ajusta la pantalla móvil para aliviar la fatiga visual. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuáles son los beneficios de un sensor de luz ambiental?