之前的文章討論了如何在 LCD 上顯示電流和電壓測量值以及如何執(zhí)行可靠的模數(shù)轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)在，我們將繼續(xù)該項目，在面包板上構(gòu)建環(huán)境光傳感器電路，將電路的輸出信號數(shù)字化，并解釋數(shù)字化測量結(jié)果。

    我們將使用的光敏元件是SHARP制造的GA1A2S100線性輸出環(huán)境光傳感器。這種三端器件不是簡單的光電二極管或光電晶體管。相反，它包含三個光電二極管和調(diào)節(jié)電路，如下所示：

    終結(jié)果是一種對光水平和光譜成分的敏感性與人眼相似的設(shè)備。換句話說，該傳感器的輸出可以相當準確地指示環(huán)境對人類來說有多亮或多暗。

    傳感器產(chǎn)生與環(huán)境光水平成正比的輸出電流：

    我們需要讓該電流通過負載電阻，以生成可由 EFM8 的 ADC 測量的電壓，因此個設(shè)計任務(wù)是調(diào)整負載電阻的大小。傳感器的數(shù)據(jù)表規(guī)定，輸出引腳上的電壓不應(yīng)超過 V CC  - 1 V；我們正在使用VCC = 3.3 V，因此我們需要選擇一個電阻，當傳感器暴露在預(yù)期光照水平時，該電阻將產(chǎn)生約 2.3 V 的電壓。如輸出電流與照度關(guān)系圖所示，傳感器的可用亮度高達 10,000 勒克斯。然而，10,000 勒克斯相當于在陰天的室外，（有趣的是）它比任何正常的室內(nèi)照度要亮得多。由于該項目旨在監(jiān)測室內(nèi)光照水平，因此我們假設(shè)照度為 1000 勒克斯（光線充足的辦公室可能為 500 勒克斯）。從上圖可以看出，1000 lux 相當于 500 μA，2.3 V 除以 500 μA 等于 4600 Ω。因此我們將選擇一個標準的4.7 kΩ電阻來將傳感器的輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓。

    正如我們在上一篇文章中觀察到的，ADC 的輸入阻抗可能會與電路相互作用，從而導(dǎo)致錯誤的測量。該項目沒有出現(xiàn)上一個項目中存在的兩個問題：外部電路不包含大量串聯(lián)電阻，并且無需更改多路復(fù)用器設(shè)置，因為我們僅使用一個模擬輸入。因此，穩(wěn)定時間不是該項目的主要問題。盡管如此，我們?nèi)匀粫粋€運算放大器來緩沖傳感器的輸出，因為這是確保我們擁有一個可以快速為 ADC 采樣電容器充電的低阻抗驅(qū)動器的簡單方法。另一個好處是，通過電路中的運算放大器，我們可以輕松地加入額外的增益或低通濾波器，以抑制不需要的高頻變化。不過，在這個項目中，我們不需要更多增益，我們將通過固件過濾測量結(jié)果，因此運算放大器被配置為單位增益緩沖器。此外，我們不必太擔(dān)心運算放大器弊大于利，因為它的失調(diào)電壓和噪聲不會產(chǎn)生顯著影響。整體電路如下：