簡易照度計(自動レンジ切り替え)

概要

照度センサー(NJL7502L)が、格安の価格(2個で100円)で手に入りましたので、早速、照度計を製作してみま した。

動作原理

NJL7502Lは、分光感度特性が人間の視感度特性に近いフォトトランジスタで、照度に応じて、光電流が流れ ます。(光電流 33μA 標準 条件:白色LED, 100Lux) この電流を抵抗を利用して電圧に変換し、PICにA/D変換で取り込み、照度に換算し、LCDへ表示します。 精度を高めるために、NJL7502Lの出力の大きさ(照度)に応じてレンジを自動で切り替える方式にしました。 出力が小さいときは、オペアンプで増幅した電圧を使用する。 出力が大きいときは、NJL7502Lの出力をそのまま使用する。

NJL7502Lの出力(光電流)を抵抗で電圧V1に変換する。

電圧V1をオペアンプで11倍に増幅する。電圧V2

V1をA/D変換でPICに取り込む。

V2をA/D変換でPICに取り込む。

V2が2V(約5500Lux)未満なら、V2をLux換算しLCDへ表示する。
V2÷(11倍×((33μA×100Ω)÷100Lux))

V2が2V以上なら、V1をLux換算しLCDへ表示する。
V1÷(((33μA×100Ω)÷100Lux))

<概観>

<特性>

ピ-ク感度波長 560 nm

回路図

※R3(1kΩ)、R4(10kΩ)は、出来るだけ精度の高い抵抗を使用してください。

ソースコード

//********************************************************************** /* ＜照度計＞ */ //********************************************************************** unsigned int measurement(unsigned short channel) { unsigned int ad, cnt; // ad = 0; for (cnt = 0; cnt < 50; cnt++) { ad += Adc_Read(channel); } return (ad); } //********************************************************************** void main() { static unsigned char buf[6]; static unsigned int ad; static double tmp; // OSCCON = 0b01110000; // クロックは8Mhz CMCON = 0b00000111; // コンパレータは使用しない。 // Ａ／Ｄ変換を使用する。 ANSEL = 0b00010100; ADCON1.VCFG1 = 1; ADCON1.VCFG0 = 0; // ポートを初期化する。 TRISA = 0b10111100; TRISB = 0b00001111; // ＬＣＤを初期化する。 Lcd_Custom_Config(&PORTB,7,6,5,4,&PORTA,6,0,1); Lcd_Custom_Cmd(LCD_CURSOR_OFF); Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR); // while (1) { ad = measurement(2); tmp = ((double)ad * 2.44140625) / 50.0; // if (tmp < 2000) { WordToStr(tmp, buf); Lcd_Custom_Out(1, 1, buf); Lcd_Custom_Out(1, 6, "mV"); // WordToStr(tmp / (11.0 * 0.033), buf); Lcd_Custom_Out(2, 1, buf); Lcd_Custom_Out(2, 6, "Lux"); } else { ad = measurement(4); tmp = ((double)ad * 2.44140625) / 50.0; // WordToStr(tmp, buf); Lcd_Custom_Out(1, 1, buf); Lcd_Custom_Out(1, 6, "mV"); // WordToStr(tmp / 0.033, buf); Lcd_Custom_Out(2, 1, buf); Lcd_Custom_Out(2, 6, "Lux"); } Delay_ms(500); } } //**********************************************************************

動作確認

左側:A/D変換用の基準電圧(2.5V)を発生させる部分です。 右側:オペアンプで11倍に増幅する部分です。 うす曇の時の庭の照度です。 如何ですか? 今回は、データシートに記載された内容(光電流 33μA 標準 条件:白色LED, 100Lux)でプログラミングしました が、NJL7502Lによっては、光電流のばらつきがありますので、基準となる光源(例えば、JIS照度基準規定の 光源)で校正することにより精度を高めることが出来ます。

<JIS照度基準>