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| ▼マルツ パーツまめ知識！ |
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| 照度センサ
NJL7502L使用レポート |
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| ◎概要 |
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新日本無線の照度センサ「NJL7502L」を使ってみました。 |
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太陽光、室内照明に反応するフォトトランジスタです。 |
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図1に回路記号を示します。 |
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光の強さ（明るさ）によってフォトトランジスタに流れる電流が変化します。 |
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したがって、図1のように抵抗を接続すれば、その両端には明るさに応じた |
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電圧が現れ、光を検出します。 |
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| ◎応用例 |
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照度計などの応用が考えられますが、今回は以下の応用装置を製作しました。 |
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「暗い時に人を検知して一定時間、白色LEDを点灯」 |
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例えば、夜中に廊下などに目印となる照明装置があると便利です。 |
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ただし、昼間の明るい時に照明は不要ですから、暗い時に目印となる照明に |
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なり、なおかつ、人が近づいた時にのみ足元を照らす装置にします。 |
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図2に今回製作した「目印灯」のブロック図を示します。 |
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タイマは一定時間、LEDを点灯するもので、点灯の起動は |
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・暗い時 |
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・人を検出 |
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の2つの条件が揃った時に行います。 |
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光検出はNJL7502Lを用い、人の検出に「焦電型モーションセンサ」を用います。 |
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写真1にNJL7502Lと用いた白色LEDの外観を示します。 |
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| ◎回路 |
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図3に回路を示します。 |
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○光検出部 |
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IC2は「CMOS OPアンプ」で、Q1からの信号を一旦、バッファーと |
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して受け、次の段の「コンパレータ」で光設定レベルと比較して |
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明るさを検出（判断）します。 |
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コンパレータの出力は |
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暗い時→「L」 |
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明るい時→「H」 |
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○人検出 |
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モーションセンサはパナソニック電工の「AMN11112」を用いました。 |
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このセンサ出力は |
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検出→「H」 |
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非検出→オープン |
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となり、この信号をトランジスタQ2で以下のように変換します。 |
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検出→「L」 |
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非検出→「H」 |
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○タイマ |
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タイマは「555」などが考えられますが、今回は |
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モノステーブルマルチバイブレータ「74HC123」 |
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を用いています。図4に基本接続を示します。 |
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タイマの起動（トリガ）はA入力、B入力、CLR入力の状態で決まり、 |
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今回はA入力が「H→L」への変化としました。 |
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タイマ長(TW)は外付けのC、Rの値で決定され、今回はC=100μF、 |
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R=100KΩとし、TW=10秒の設定です。 |
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○タイマ起動条件 |
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タイマの起動条件は「暗い時であり、なおかつ、人を検知した場合」 |
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で、ロジック的には「AND」です。そこで図5のようにダイオードによる |
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OR回路を用い、この回路は結局、負論理の「AND」です。 |
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真理値表どおり両方が「L」の場合に出力が「L」となり、この条件で |
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タイマが起動します。 |
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X |
Y |
Z |
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L |
L |
L |
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L |
H |
H |
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H |
L |
H |
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H |
H |
H |
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| ◎製作 |
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部品番号 |
品名 |
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型番 |
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メーカー |
数量 |
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C1 |
ケミコン
100μF/25V |
25YK100 |
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Ruby-con |
1 |
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C2〜C5 |
セキセラ 0.1μF |
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4 |
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C6 |
ケミコン
47μF/25V |
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1 |
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D1〜D3 |
ダイオード |
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1N4148 |
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3 |
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IC1 |
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TC74HC123AP(F) |
東芝 |
1 |
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IC2 |
オペアンプ |
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NJU7022D |
NJRC |
1 |
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|
IC3 |
モーションセンサ |
AMN11112 |
|
1 |
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Q1 |
照度センサ |
|
NJL7502L |
|
NJRC |
1 |
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Q2 |
トランジスタ |
|
2SC1815-Y |
東芝 |
1 |
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LED1 |
白色LED |
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LLED-W501 |
Linkman |
1 |
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R1,R3 |
カーボン抵抗 100KΩ |
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|
2 |
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|
R2,R10 |
カーボン抵抗 10KΩ |
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|
2 |
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|
R4 |
カーボン抵抗 1KΩ |
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|
1 |
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|
R5,R6 |
カーボン抵抗 100KΩ |
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|
|
2 |
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|
R7 |
カーボン抵抗 470Ω |
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|
1 |
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|
R8,R9 |
カーボン抵抗 47KΩ |
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|
2 |
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|
SW1 |
スライドスイッチ |
SS-12E03G3 |
Linkman |
1 |
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VR1 |
半固定ボリューム |
GF063P1B104 |
東コス |
1 |
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XIC1 |
ICソケット16P（板ばね） |
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1 |
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XIC2 |
ICソケット4P（板ばね） |
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1 |
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ユニバーサル基板 |
ICB-88 |
|
サンハヤト |
2 |
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電池ケース |
|
BH3431B |
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Linkman |
1 |
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電池スナップ |
006PI |
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Linkman |
1 |
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電池 |
|
単3アルカリ |
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4 |
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ケース |
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適当な物 |
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1 |
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L型金具 |
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1 |
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金属スペーサ |
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ビス、ナット類 |
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タイラップ |
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ケースは「綿棒」が入っていた半透明のプラスチックケース利用しました。 |
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（特に、これにこだわる必要はない。たまたま、筆者が使い切って捨てよう |
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と思っていたもの） |
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基板はモーションセンサと本体を別基板にしましたので2枚必要ですが、本体側 |
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の部品配置をうまく行えば、1枚で済むかもしれません。 |
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オペアンプはCMOSタイプで、なるべく消費電流の少ないものが望まれます。 |
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消費電流の実測値はNJU7022Dを用いた場合、セット全体で、 |
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580μA （非検出時） |
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となっています。 |
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NJU7022Dにこだわる必要はありませんが、用いるオペアンプで全体の消費 |
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電流が異なり、非検出時（待機時）の電池持続時間に影響します。 |
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スイッチは「L型」です。基板実装の関係からこのタイプを用いています。 |
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図6に構造を示します。 |
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基板の固定は「金属スペーサ」2本で行い、モーションセンサ基板はL型金具 |
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を利用して固定し、電池ケースは「タイラップ」等でケースに固定。 |
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写真2に目印灯の外観を示します。 |
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モーションセンサとトランジスタまでの配線は図7のように同一基板にするか |
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なるべく近距離配線にします。 |
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| ◎使ってみての感想 |
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すごく便利♪ |
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トイレ入り口の脇に置いています。 |
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真っ暗な夜中にトイレ照明スイッチは手探りで操作していましたが、おかけで、 |
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簡単にスイッチ操作が出来ます。 |
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LEDは1個ですが、十分に明るく、夜中でも廊下を歩くのに安心です。 |
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LEDの電流制限抵抗R7は470Ωですから、点灯時約6mAの消費電流です。 |
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もう少し抵抗値を上げて消費電流を抑えても良さそうです。 |
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（ただし、用いる白色LEDの輝度による） |
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目印灯はトイレ脇に置きましたが、色々な場所でも必要であることに気が付き |
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ました。1台しか製作しませんでしたが、あと数台あると便利。 |
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なにしろ、乾電池動作ですから、設置場所は自由。 |
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今回は「ディスクリート」で構成しましたが、複数台の製作となると少し面倒です。 |
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そこで、部品点数を少なくするために図8のようにマイコンを用いて構成すれば |
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製作も簡単です。 |
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スリープモードで動作させれば、さらに低消費電流になり、明るさの検出レベル |
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はボリュームからの電圧値をADで取り込めば良く、タイマ時間設定は図8の場合、 |
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ポートが2本余っていますから、これにスイッチを設けて選択すれば使い勝手が |
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良くなります。 |
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マイコンは柔軟ですから、これから製作される方にはこの方式をお勧めします。 |
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（ソフトウェアを組むのが少し面倒ですが） |
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以上のように照度センサNJL7502Lを用いた目印灯を製作しましたが、応用 |
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は色々と考えられ、アイディア次第です。 |
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