楽しく遊ぶための初心者にもわかる電子工作のヒント

CdSセルを使ってみよう

このCdSセルは、可視光の明るさを抵抗の変化で捉えるための「センサ」です。

明るい光を受けると、抵抗値が減少します。逆に暗いところでは、数MΩにもなります。

簡単に言えば、「暗くなったら電気をつけるというイメージで使うもの」・・・と考えておくといいでしょう。

簡単な回路で光があるかないか・・・や光の強さ(の程度)を検出できますので、電子工作向けのセンサーと言えるかもしれません。

これと同じ目的で使われるセンサに「フォトダイオード」「フォトトランジスタ」などがありますが、これらは光の強さを電流の量に変換するセンサです。


CdSセルの製造原料の「カドミウムCd」は、人体に取り込まれると、イタイイタイ病で知られるように、腎・肝機能低下や骨の機能が失われるなどの問題が懸念される物質だということから、世界的に使われなくなってきています。

そのために、このCdSセルも、その他に置き換わられてきているのですが、電子工作のためには非常に便利な部品です。

CdSセルに触ると良くない・・・というものではありません。

カドミウムは、河川の水や植物自体に含まれており、もちろん、微量ですが人間の体内にもあります。自然連鎖していますので、好まなくても自然に体内に入ってきています。

私達消費者の立場では、それを食べたり燃やしたり・・・というような特別なことをしない限り、害になったり病気になるというものでもなく、製造者であればしっかりと管理しないといけないことですが、消費者としては、特に意識したり問題にする必要はないでしょう。

CdSセルの特性

CdS外観例

このような小さな部品です。

戸外での抵抗値 室内での抵抗値

抵抗値を測ってみました。日の当たる戸外では252Ω、室内では24KΩ、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す。10000000/252=40000 倍以上も抵抗値が変化します。非常にすぐれものです。


簡単な回路で見てみましょう

CdS点灯基本回路   ブレッドボードで

このように、5Vの電源にLEDをつないで、光を当てますと、10.7mAの電流が流れて、LEDが点灯しますが、光源から離すと、LEDは消灯します。

いつものように、計算してみましょう。

光を当てたときの抵抗値を①260Ω、当てないときを ②26KΩとすれば、①(5-2)/260=0.0115A=11.5mA ②(5-2)/26000=0.000115A=115μA  ですので、普通の室内でも点灯しないことがわかりますね。

(少し誤差がありますが、LEDの順電圧を2Vとしていることや温度によるものなどですが、小さいことは、あまり気にしないという約束でしたね)

でも、この使い方は変です。明るい時にLEDがついても仕方がないので、次は、暗くなったらLEDが点灯する回路を考えましょう。

バイポーラトランジスタを使う、今までの回路で・・・

左がボリュームを使ってLEDを点灯させた回路ですが、ボリュームの代わりに、CdSセルを使えばいいですね。

回路比較

最終回路ブレッドボードに

これで、室内では12.3mAの電流が流れて、LEDが点灯し、明るくなると消えます。


応用は?

夜が明け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つける。簡易照度計のようなものをつくってみる。・・・。

明るさを抵抗値に変え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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