BH1750: подключение к Arduino, адреса и люксметр своими руками

Зачем люксы, когда есть фоторезистор

Аналоговый датчик отвечает относительностью: 0-1023 отсчёта зависят от напряжения питания, номинала делителя и конкретного экземпляра резистора. Один и тот же подоконник утром даст 400 отсчётов на одном макете и 620 на другом, а переводной таблицы «отсчёт — люкс» не существует в принципе. BH1750 переворачивает картину: чип меряет свет сам и отдаёт по шине абсолютные единицы. Двести пятьдесят люкс — это двести пятьдесят люкс и вчера, и на другой плате, и в журнале данных через месяц; цифры можно сравнивать между собой, логировать и сверять с нормой досветки растения из справочника.

Плата за приборность — интерфейс и темп. Фоторезистор отвечает мгновенно и занимает один вход; BH1750 едет по шине и на самом быстром режиме даёт свежий отсчёт каждые 16 мс, на точном — каждые 120. Для авточника, досветки и логов этого хватает с избытком, а повторяемость перевешивает всё. Но у простого пана есть законная территория: если задача кончается словами «включить реле в темноте», фоторезисторный ночник дешевле и проще. Когда нужны именно единицы — журнал, сравнение мест, досветка по паспортной норме — начинается BH1750; механику обмена байт за байтом без единой библиотеки разобрал урок про датчик на голом Wire.

Схема подключения GY-302 и первые люксы

На модуле пять выводов: VCC на 5 В, GND на землю, SDA на A4, SCL на A5 — стандартный расклад шины, механика которого разложена в уроке про два провода I2C. Пятая ножка ADDR на готовых платах прижата к земле заводской подтяжкой, поэтому чип почти всегда отвечает на 0x23 — и только осознанный перенос её на питание даёт второй адрес. Голому чипу нужны 2,4-3,6 В, но модули GY-30 и GY-302 несут на борту стабилизатор, так что и 5-вольтовая Uno, и 3,3-вольтовые платы кормят его напрямую. Первую сборку заканчивайте проверкой сканером: 0x23 в выводе — можно двигаться дальше.

#include <Wire.h>
#include <BH1750.h>
 
// VCC->5V, GND->GND, SDA->A4, SCL->A5. ADDR не подключена -> 0x23
BH1750 luxometr;
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  if (!luxometr.begin()) {         // адрес 0x23, непрерывно, шаг 1 лк
    Serial.println("BH1750 ne otvechaet: provoda, adres, podtyazhki");
    while (true) {}
  }
}
 
void loop() {
  float lux = luxometr.readLightLevel();   // пауза на замер внутри
 
  Serial.print("Osveshchennost: ");
  Serial.print(lux, 1);
  Serial.println(" lk");
  delay(500);
}

Библиотека ищется в менеджере по имени BH1750 — автор Christopher Laws, ставится одной кнопкой. Она сама шлёт опкод старта, выдерживает паузу на замер и пересчитывает сырые отсчёты в люксы, поэтому readLightLevel() возвращает готовый float. Адрес и режим передаются там же, в begin(): begin(BH1750::CONTINUOUS_HIGH_RES_MODE, 0x5C) — для датчика с ADDR на питании. Возврат false означает, что шина не нашла чип на указанном адресе: подозреваемые на редкость стабильны — перепутанные SDA и SCL, питание, подтяжки.

Режимы измерения: цена каждого шага

Непрерывных режимов четыре, разовых три, и разница между ними — в цене деления, времени и потолке. По умолчанию логично жить в 0x10: шаг 1 люкс, свежий отсчёт каждые 120-180 мс, диапазон до 54600 лк. Поллюксовый 0x11 нужен там, где график должен плавно ползти в сумерках, — но те же 16 бит, размазанные по вдвое мелким ступеням, означают потолок вдвое ниже. Низкоразрешающий 0x13 отдаёт вердикт «светло или темно» за 16 мс с шагом 4 лк — его выбирают циклы, где шину делят экран и часы. Разовые 0x20, 0x21 и 0x23 повторяют те же шаги, но после отсчёта чип засыпает до следующей команды.

Два датчика на одной шине: 0x23 и 0x5C

Адрес выбирается одной ножкой, поэтому вторая «ложка света» встаёт на шину без мультиплексоров: первый датчик с ADDR на земле отвечает на 0x23, второй с ADDR на питании — на 0x5C. Классика жанра — сравнить условия: у окна и на полке с растениями, в комнате и в шкафу, до шторы и после. Конфликта не будет, пока адреса различаются; что происходит, когда два одинаковых модуля претендуют на один адрес, показал урок про коллизии адресов. Когда датчиков нужно больше двух, в игру вступает мультиплексор TCA9548A, разруливающий восемь отдельных шин.

#include <Wire.h>
#include <BH1750.h>
 
// ADDR первого прижата к земле -> 0x23, ADDR второго на питании -> 0x5C
BH1750 polka;
BH1750 okno;
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  if (!polka.begin(BH1750::CONTINUOUS_HIGH_RES_MODE, 0x23)) {
    Serial.println("0x23 molchit: provoda ili podtyazhki");
    while (true) {}
  }
  if (!okno.begin(BH1750::CONTINUOUS_HIGH_RES_MODE, 0x5C)) {
    Serial.println("0x5C molchit: ADDR ne na pitanii?");
    while (true) {}
  }
}
 
void loop() {
  float naPolke = polka.readLightLevel();
  float naOkne  = okno.readLightLevel();
 
  Serial.print("polka: ");
  Serial.print(naPolke, 0);
  Serial.print(" lk   okno: ");
  Serial.print(naOkne, 0);
  Serial.println(" lk");
  delay(1000);
}

Люксметр своими руками: от макетки до прибора

Честный люксметр отличается от строчки в Serial двумя вещами: сглаженными числами и понятной шкалой. Отдельные отсчёты будут плавать всегда — облако прошло, свет моргнул; лечится бегущим средним за пять-десять значений, и колонка в мониторе сразу становится пригодной для чтения. Арифметика усреднения — та же, что у показаний АЦП, для неё есть отдельный урок из списка ниже. Ориентиры для калибровки глаза: 250-450 лк под потолком комнаты, 2000-5000 у окна в пасмурный день, прямое солнце упирается в потолок шкалы. Если макетка молчит, начните со сканера из лендинга про поиск устройств на шине — он покажет, видит ли шина датчик, до всяких догадок про код. И про браузер без обмана: в симуляторе самоучителя BH1750 не эмулируется — движок отвечает на любой I2C-адрес заглушкой; зато аналоговые входы и логику порогов, ту самую вилку «включить/выключить», можно пощупать прямо на странице симулятора.

• ADDR прижата к земле — жду 0x23 в сканере; перебросил на питание — жду 0x5C
• первый отсчёт не раньше 180 мс после команды старта: раньше приходит ноль или прошлое значение
• при обмене без библиотеки деление на 1,2 — только дробное: raw / 1.2 в переменной float
• датчик под солнцем — помню про потолок 54600 лк и рычаг MTreg

Частые вопросы