照度を測定する測定器を製作しました。
照度センサーの出力をPIC16FでAD変換し、LCDへ測定値を表示しています。
電源は持ち運びしやすい006P(9V)の電池を使用し、DC-DCコンバーターで5Vに変換しています。
設計
照度センサーのデーターシート3ページの[Light Current vs. Illuminance]グラフに照度と出力電流のグラフが載っています。
1Lux:2μA、10Lux:20μA、100Lux:200μA、1000Lux:2000μAである。
この電流出力を抵抗(2.4kΩ)で電圧に変換すると、1Lux:2μA×2.4kΩ=4.8mV、10Lux:20μA×2.4kΩ=48mV、100Lux:200μA×2.4kΩ=480mV、1000Lux:2000μA×2.4kΩ=4800mV となる。
この電圧をPICの5pinのOPA2IN+(オペアンプ2の+入力)に入力し、+1倍のフォロワーアンプを通し PICの7pinのOPA2OUTに出力される。
PICの7pinはまた、AD変換のAN7入力から、この信号はAD変換される(0-5V)。
AD変換は10bitから、出力の値は0から1023となる。
以上 まとめると下表のようになる。
照度 | 出力電流 | 電圧変換 | ADC(10bit)変換出力 |
1Lux | 2μA | 4.8mV | 0 |
10Lux | 20μA | 48mV | 9 |
100Lux | 200μA | 480mV | 98 |
1000Lux | 2000μA | 4800mV | 983 |
この表を見ると 1000Luxの時ADC変換出力は983、100Luxの時ADC変換出力は98、10Luxの時ADC変換出力は9となり、照度とADC変換出力の値が、近いため この値をLCDに表示している。
照度センサーのデーターシートの3ページ目の[Relative Light Current vs. Temperature]をみると 25℃:100%出力とし 0℃の時は約70%、50℃の時は150%と出力電流が温度の変化によって大きく変わることから、精度を求めるためには 温度センサーを追加して 補正をかけるほうが望ましい。
またリファレンスとなる照度計を持っていないことから、上記のようにADC変換出力をそのまま照度「Lux]として表示することとした。
回路図
photemeterLCD(キャラクタ16文字2行 I2C接続)
AQM1602A_datasheet照度センサー
NJL7302L-F3CPU(PIC16F1705)
PIC16F1705DC-DCコンバータ(HRD050R6 5V 0.6A)
hrd050r6ソフトウエア
部品表
品名 | 型名 | 販売店 | 単価 | 個数 | 小計 |
CPU | PIC16F1705 | 秋月電子 | 110 | 1 | 110 |
LCD | AQM1602XA(KIT) | 秋月電子 | 550 | 1 | 550 |
DCDCコンバータ | HRD050R6 | 秋月電子 | 100 | 1 | 100 |
照度センサー | NJL702L | 秋月電子 | 45 | 1 | 45 |
電池 | 006P | 秋月電子 | 100 | 1 | 100 |
バッテリースナップ | バッテリースナップ | 秋月電子 | 20 | 1 | 20 |
セラミックコンデンサ | 0,1μF/50V | 秋月電子 | 10 | 3 | 30 |
電解コンデンサ | 47μF、220μF | 秋月電子 | 10 | 2 | 20 |
抵抗 | 2.4kΩ,10kΩ | 秋月電子 | 2 | 2 | 4 |
ピンヘッダー | 4pin,6pin | 秋月電子 | 10 | 2 | 20 |
ピンソケット | 4pin | 秋月電子 | 20 | 1 | 20 |
スイッチ | トグル 2回路 | 100 | 1 | 100 | |
ケース | 93mm*63mm*23mm | 120 | 1 | 120 | |
合計 | 1239円 |