Si1133 UV传感器设计应用指南

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Si1133是一个具有I2C数字接口和Programmable-event中断输出功能的紫外线指数（UV）和环境光传感器。该传感器集成电路包括双23位模拟数字转换器，一个集成的高感度紫外线阵列，可见光和红外光电二极管和一个数字信号处理器。Si1133采用2×2毫米DFN封装，可在-40 ~ +85℃温度范围内从1.62 ~ 3.6 V运行。
 
关键特性

  • 传感器精度高紫外线指数(0 > 20紫外线指数)

    - 匹配erythemal曲线

  • 环境光传感器
    - < 100 mlx，可在黑玻璃下操作
    - 在双ADC设置下支持128 klx动态范围

  • 行业领先的低功耗设计
    - 1.62到3.6 V电压
    - < 500 nA待机电流
    - 支持内部和外部唤醒
    - 内置电压监视和供应加电复位控制器


应用领域

  • 可穿戴设备

  • 手持装置

  • 显示器背光控制

  • 消费类电子产品

 
UV指数测量原理
紫外线指数是对影响人类皮肤的紫外线水平的估计。下图的红斑曲线表示如何衡量紫外线能谱。


与此类似的是：利用光斑曲线和比例因子从可见光中提取出勒克斯光测量电平。在UV Index的情况下，UV-index是从紫外光中提取出来的，使用的是红斑曲线和1/(25mw /m×m)的乘法比例因子。
 
类似地，视网膜感知可见光，而皮肤通过变红感知紫外线。测量紫外线的数学很简单。一种是将光谱中所有能量乘以红斑作用曲线，再除以25mw /m×m。
 
例如，光谱可以绘制为[mW/(m×m×nm)vs. nm]，然后利用红斑曲线进行积分称重因式分解得到X mW/m×m。然后，将X除以25mw /m×m得到紫外线指数。由于280 nm处的红斑曲线为1.0，说明在280 nm处25mw /m×m为1个UV指数。
 
传感器最敏感的方向必须是指向天顶或“垂直向上”时的最大值，传感器的响应必须是根据余弦定律逐渐减小。
 
Si1133实现低功耗的UV指数测量
Si1133是一种紫外线和环境光传感器，其工作状态是通过可通过I2C接口访问的寄存器来控制的。主机可以命令Si1133启动按需UV或环境光测量。主机也可以将Si1133放在一个自治操作状态，它以设定的时间间隔执行测量，并在每次测量之后中断主机已完成或已越过设置的阈值。这将节省整个系统的电力，允许主机控制器在其睡眠状态下运行更长时间，而不是轮询Si1133。
 
主机的I2C电气接口如下图所示。它由两根用于I2C控制的电线和一根用于中断信号。这三个信号是由排水明沟司机和需要一个电阻上拉约5 kΩVDD。

 

Si1133/53 多功能评估套件
Silicon Labs提供Si1133/53 多功能评估套件－115xOPT-EXP-EVB 可帮助用户轻松评估广泛的光学传感器类型，包括：临近 (Prox) 和环境光感应 (ALS)、手势、UV光感应、远程临近和优化日光临近。
 
探索Si1133/53 多功能评估套件：https://cn.silabs.com/products/development-tools/sensors/si1133-53-optical-evaluation-kit
 
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