OPT3006 – Novo Sensor Inteligente de Luz Ambiente (COM1328)

A Texas Instruments no início de 2017 lançou uma série de foto-sensores com características especiais, com destaque para o OPT3006 que tem uma resposta espectral que mimetiza o comportamento do olho humano e é fornecido num invólucro ultra fino. Essas características tornam este dispositivo ideal para as novas aplicações que aproximam cada vez mais o ser humano dos dispositivos eletrônicos como ocorre com a IoT, os wearables (vestíveis), relógios inteligentes, equipamentos de fitness, câmeras, na biônica e no próprio controle de ambiente. Neste artigo trataremos deste novo componente, já disponível na Mouser ( www.mouser.com ) analisando suas características, circuitos e suas possíveis aplicações.

Cada vez mais a utilização de dispositivos de todos os tipos que tenham comportamentos que se aproximem do ser humano são necessários nas novas aplicações eletrônicas.

Na internet das coisas, IoT, controle ambiente, é de vital importância que as características dos circuitos utilizados casem com as dos seres humanos, e isso é válido em especial para a luz.

O olho humano tem características espectrais específicas, e se vamos desenvolver um circuito que se baseia no que nossos olhos vêm, por exemplo, para o controle da iluminação ambiente, é importante que os sensores usados tenham as mesmas características. Devem ver o que nós vemos.

Assim, cada vez mais, os fabricantes de sensores se preocupam com esse fato, criando soluções específicas para a aplicações que mimetiza o olho humano.

Esse é o caso do OPT3006 da Texas Instruments (WWW.ti.com) que está disponível na Mouser Electronics (http://www.mouser.com/Search/Refine.aspx?Keyword=OPT3006) e cuja folha de dados está disponível em http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opt3006.pdf.

Na figura 1 mostramos a curva de resposta desse sensor comparada a do olho humano.

 

Figura 1 – Resposta do OPT3006 comparada a do olho humano
Figura 1 – Resposta do OPT3006 comparada a do olho humano

 

Um ponto importante a ser destacado é a não resposta do olho humano ao infravermelho (IR) o que também ocorre com o sensor.

O OPT3006 tem uma forte rejeição ao infravermelho o que além de ser importante para a precisão, também permite sua montagem sobre vidros escuros. Montados com CIs de backlight ou em controles de iluminação, é possível criar a sensação semelhante a dos humanos, o que não ocorre com outros tipos de sensores de baixo desempenho como foto-diodos e foto-transistores que não apresentam as mesmas características.

Além disso, no mundo real existem muitas fontes de infravermelho que nossos olhos não vem, mas que poderiam levar um sensor que as consegue perceber a resultados falsos sobre uma intensidade de luz medida.

O novo sensor tem uma faixa dinâmica de sensibilidades que vai de 0,01 lux até 83 k lux sem a necessidade de se fazer a seleção manual de escalas. Isso significa uma faixa dinâmica de 23-bits.

A figura 2 mostra as 7 escalas obtidas.

 

Figura 2 – Escalas
Figura 2 – Escalas

 

A configuração da escala é feita de modo totalmente automático de acordo com as condições de iluminação.

A integração das medida sé feita numa taxa de 100 ms ou 800 ms, de modo a minimizar os efeitos de fontes de ruído de 50 Hz ou 60 Hz, como as obtidas de lâmpadas comuns.

Na figura 3 temos a curva de sensibilidade para algumas fontes comuns de luz.

 

Figura 3 – Curva de sensibilidade
Figura 3 – Curva de sensibilidade

 

Na figura 4 temos o diagrama de blocos desse sensor, de onde podemos nos basear para explicações técnicas mais apuradas.

 

ura 4 – Diagrama de blocos do sensor
ura 4 – Diagrama de blocos do sensor

 

Observe que a saída pode ser feita com interfaceamento I2C e SMBus, e que um recurso muito importante é a possibilidade de se operar numa condição de baixo consumo, também incluindo o microcontrolador o qual é interfaceado.

Quando se fala em vestíveis (wearables) e IoT (Internet das Coisas), logo nos vem à mente que a maioria dos dispositivos é alimentada por bateria e por isso deve ter características de baixo consumo.

O OPT3006 leva em conta este fato de uma maneira muito inteligente utilizando um pino de interrupção que permite que sua conexão I2C com o microcontrolador o leve a um estado de baixo consumo (sleep) enquanto ele colhe dados.

Assim, o microcontrolador precisa ser acordado apenas no instante em que os dados colhidos devem ser mandados, o que significa uma boa economia no consumo. O uso de uma saída com resistor pull-up (open collector) possibilita a conexão de diversos dispositivos ao mesmo tempo ao microcontrolador .

Mais informações podem ser obtidas no link dado neste artigo.

http://www.mouser.com/Search/Refine.aspx?Keyword=OPT3006

 

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