「フォトレジスター」とは、光の強度で抵抗値が変化する電子部品です。 硫化カドミウム=CdS を使うので、「CdSセル」と呼ばれていて、この呼び方のほうが一般的です。
CdSは明るさによって大きく抵抗値が変化する素子
このCdSセルは、明るい光を受けると抵抗値が減少して、その時には、数百Ωの抵抗値ですが、逆に暗いところでは抵抗値が増えて、数MΩになります。
光の量によって抵抗値が大きく変化します。
この性質をつかうと、「暗くなったら電気をつける」「明るいときにはファンを回し続ける」などの、明るさに反応する利用範囲の広いセンサーとして使うことができます。
光の有無や光の強弱（の程度）で大きく抵抗値が変化するので、簡単な回路でそれを利用できるので、初歩の電子工作向きで使いやすいセンサーといえます。
下に書いたように、有害なカドミウムが使われていることから、「フォトダイオード」「フォトトランジスタ」などの、光の強さを電流の量に変換するセンサ（→こちらで紹介）に代替する傾向はありますが、CdSセルは非常に優れた性質で、うまく使うと使用範囲は広いものです。
CdSセルの原料の「カドミウム」について正しい認識を
カドミウムの有害性が気になる人も多いかもしれませんが、カドミウムの入ったCdSセル自体を使用することが危険ではなく、廃棄して食物連鎖で体内に入ると危険 … ということです。
すでに「カドミウムCd」汚染は進んでいる現状で、自然の放射性物質と同様に、避けることが難しいもので、普通にお米を食べても、体内に取り込まれています。
もちろん、現在は、管理されているので、普通の食事では危険レベルではありませんが、多量に摂取すると、イタイイタイ病で知られるような腎・肝機能低下や骨の機能が失われるために、RoHS（特定有害物質の使用制限）などで、世界的にカドミウムを含む製品を作らないように規制しています。
つまりこれは、製造者（工場など）の規制で、CdSセルを使う人に対する規制ではありません。
ともかく、安易に廃棄して食物連鎖をさせないことが重要です。
日本は、現在も、世界的にみてカドミウムの生産、消費、輸出が多い国です。そして、カドミウムの代替が出来ない製品は、製造され続けています。
ただ、製品としての「CdSセル」は、日本自体が外国の低価格に勝てないために、すでに国内製造されていないのですが、安価で優れたセンサーですから、現在も、外国製品が通常に流通販売されています。
しかし、カドミウムを含んだ部品は製品には使用できないので、CdSセルは消えゆく運命にあります。
現状では、CdSセルは廃棄しないことを徹底するしか方法なし
消費者（私達、電子工作者）は、どうすればいいのかといえば、今のところ、安全に回収する仕組みができていないので、捨てないで持ち続ける … ということになります。
平たくいえば、CdSセルを使わないのではなく、家庭ごみなどで、安易に廃棄してはいけない … ということです。
実は、CdSセルよりも、ニッカド電池1個を生ゴミに混ぜて出すほうが、何十倍も危険です。
これは、カドミウムの含有量が多いからですが、気になる方は、「カドミウム 危険性」などでWEB検索してみてください。
危険性は多くの元素に内在しています。 例えば、人体に対しては、ほとんどの金属類は有害です。
しばしば、「有鉛ハンダ」の鉛（Pb）が問題にされることがありますが、代替の「無鉛はんだ」も無害ではなく、危険度が低いというだけのことです。
このように、過剰反応も問題ですが、無知も危険です。
うまく使うための正しい知識を持っていれば、危険や環境汚染は回避できますから、製造者でなければ、優れた特性を持つCdSセルを使わないというのは、もったいないことです。
企業が作っている製品には、フォトトランジスタなどのへ代替が進んでいます。いずれはそれらを使うことになりますが、現状では、CdSセルのすごい特性は代替えできないので、趣味の電子工作であれば、正しい使い方を知ってうまく使っていきましょう。［閑話休題…］
CdSセルの特性
CdSセルは安価で、電子工作用などでの入手も容易です。
大きな特徴は、明るさによる抵抗値の変化が非常に大きいので、光のセンサーに使いやすいことが特徴です。
実際に室内と戸外でどの程度の抵抗値になるのかを測ってみました
直接に、戸外と室内でテスターの抵抗レンジを使って抵抗値を測定しました。
日の当たる戸外では252Ωですが、室内では24KΩになっています。
そしてこれに黒い袋をかぶせて光を遮ると、何と、10MΩ以上に抵抗値になりました。（1MΩ程度のCdSセルもあります）
暗くなると抵抗値が増し、その差は実に、10000000Ω/252Ω＝40000 倍以上もの抵抗値が変化するという、非常にすぐれた素子です。
簡単な回路で特性を見てみましょう
この回路は、周囲が明るくなるとLEDが点灯する回路です。
LED回路では実用性がありませんが、明るくなるとスイッチが入ったり、明るくなると音がなるなどの回路に使うことができます。
ここでは、5Vの電源に2VタイプのLEDをつないでCdSに照明光を当てると、CdSの抵抗値が低下して、250Ω程度まで抵抗値が下がるので、最大で （5-2）/250≒0.012A つまり12ｍAの電流が流れてLEDが点灯します。
そして、光源を遠ざけると、LEDは消灯します。
上の写真のように、室内での抵抗値が24ｋΩの場合では、（5-2）/24000≒0.00013A （0.013ｍA）なので、LEDは光っていません。
LEDは1ｍA程度で光り始めるので、周囲の明るさで、簡単に光り方を変化させることができます。
もしも、点灯させる明るさを加減したいのであれば、抵抗器を直列に入れることで調整できます。
ここでは、LEDの順電圧を2Vとして計算していますが、計算値と実際の値が違う場合でも、CdSセルの抵抗の変化量が大きいので、気にしなくてもいい … という便利さがあります。
ここで、暗くなるとLEDが点灯する回路もあわせて考えましょう
ここでは、バイポーラトランジスタを使う回路を見てみましょう。
下左の回路図がボリュームでLEDの明るさを変える回路でした。（こちらのページで紹介しています）
それを右図のように、ボリュームの代わりに、CdSセルを使えば暗くなると点灯する回路になります。
周囲が明るいと、CdSの抵抗が下がって、ベース電流がアース側に流れてしまうので、LEDは点灯しませんが、暗くなって抵抗が上がると、ベース電流が流れてLEDが点灯します。
もっと暗くならないと点灯しないようにするには、CdSの直上か直下に100-500ｋΩの可変抵抗（ボリューム）をつけて調節するといいでしょう。
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さらなる応用は？
このCdSセルのその他の使い方は、いろいろ考えられるはずです。
例えば、「夜が明けて明るくなるとベルや音楽を鳴らす」 「夕方暗くなってくると、イルミネーションを光らせる」 「簡易照度計のようなものをつくってみる」 「白い紙に書いた黒い線に沿って模型の車を走らせる」・・・ など、「明るい」「暗い」のキーワードで何か考えてみるとアイデアがどんどん浮かぶでしょう。
たとえば、「明るくなるとカーテンを開けたい」ということを実現しようとすれば、リレーなどを使ってモーターなどを動かせればいいですし、黒い線に沿って模型自動車を走らせて、黒い線から外れると、モーターを回して方向転換する … なども、下のような回路で簡単に実現できそうですね。
動作原理をイメージしてみると、リレーを用いると簡単に実現できそうです。
モーターを回す場合では、明るいと CdSセル の抵抗が少なくなり、トランジスタのベース電流が増え、コレクタ電流がたくさん流れて、リレーが作動し、モーターが回ってカーテンが動く … というイメージになります。
もちろん、これをそのまま実用化するには、例えば、リレーが動作するかどうか、電流が足らないのではないか、MOS-FETを使ったスイッチ回路のほうがいいのではないか … 、などなど、気になるところもあるのですが、まず考えたことを形にして、うまくいかなかったら、改良していくのが電子工作の面白いところでしょう。
これを実際に確かめてみましょう
このモーターの実験では別電源が必要ですが、ここでは、同電源を使って、LEDの回路でこの回路がうまく動くかどうかを見ましょう。下が回路の例です。
この図では、負荷をLEDにしていますので、「明るくなるとLEDは消える」状態になっています。明るくなると点灯させる場合は、リレーの接点を変えてLED回路をつなげばOKですね。
ブレッドボードに組んだ状態は、下のようになりました。（実験のために、リレー部分で発生するノイズの対策・・・などは除いています）
電流を測るための線など、余分なものがあるので複雑そうに見えますが、この回路を組むのは難しくはありません。
ここでは回路図中の100ｋΩの可変抵抗はつけていませんが、このボリュームは、明るさの変化でリレーがON-OFFするタイミングを調節するためのものです。
ちなみに、ボリューム無しでのベース電流とコレクタ電流、リレースイッチのON-OFF状態を測定してみました。
リレーの感度などで変わりますので、ボリュームをつけると応用範囲が広がりますね。
【参考】他のページでも紹介している「タミヤ」のページですが、面白い製品や、役に立ちそうなグッズがあるので、アイデアを練るためだけでも面白いページですので紹介しておきます。
ともかくこのCdSセルは、非常に抵抗変化が大きいので、比較的その閾値（境界値）を操作しやすいので、使い方の自由度は高いセンサーだと思います。
ちなみに、今後はこのCdSセルに変わってフォトトランジスタが使われるようになるようで、フォトトランジスタは「明るさの変化を電圧の変化に変換するのに対して、CdSセルは、「明るさの変化を抵抗値の変化に変えてくれる」ということを覚えておくと、何かひらめいたときに使えそうですね。
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