あらためてＬＥＤをセンサーにする実験

以前なんだか上手く行かなかったあの実験。
http://brown.ap.teacup.com/nekosan0/215.html
ＬＥＤをセンサーにしてしまおうというアレ。

ずっとモヤモヤしていたんだけど、
http://ednjapan.rbi-j.com/content/issue/2007/02/idea/idea01.html
こんな情報みつけたので、再度お試し。

要約すると、これの動作原理はＬＥＤに逆電圧をかけた
場合内部のキャパシタンス成分（ednjapanの情報に
よると一般のＬＥＤは数十pF程度みたい）に電気がたまり、
５Ｖのarduinoの場合ならＬＥＤの両端に５Ｖの電圧
が溜まることに。
その状態でＬＥＤに掛けていた５Ｖを取り除いてから
光に当てると、光によって生じた光電流によって
充電されてた電圧が少しずつ放電されることになる
…っていう感じかな？

そのスキームをそのまま使っているのがarduinoサイト
のplaygroundのとこに書いてあったスケッチ。

forループを抜けた時のｊの値がアナログ値として取り
込まれるってわけなんだけど、値が想像以上にバタバタ
するんだったなぁ。で、再度実験してみることに。

今回も、forループを抜けたところで変数ｊをシリアル
プリントする作戦。

…やっぱりバタバタ。
うーん。なんだろうね？ってところまでで前回の実験
は中断してました。


あらためて色々考えたんだけど、多分タイマー関係
じゃぁないかな？
arduinoは標準ライブラリにタイマー関係の機能が
盛り込まれているはずなので、タイマー割り込み
とかでユーザの知らないうちにバックグラウンド処理
がチョイチョイ挿入されている気がする…。

単にforのループを回すだけの場合より、割り込みが
チョイチョイ入っている場合のほうがループを
回る処理にムラが生じるはず。その速度のムラが
悪さしてるんじゃないかな？という想像。

…確認する環境がないなぁ。シミュレータやＩＣＥ
が掛けられればいいんだけど、arduinoはそういう
環境がプアだよな。まぁ、メリットデメリットだな。

とりあえず光の強弱によって何らかの反応が出ている
のはやはり間違えないみたい。
forループを回している間じゅうずーっと割り込み禁止
にするのもイマイチなので、とりあえずこれは保留。
他の処理系を使って再実験したいかな。アセンブラとか。


さて、もう一つの方法。ＬＥＤに逆電圧を掛けない
って言う方法。これはChaNさんの回路図やプログラム
をアレンジした感じで実験。

ChaNさんの実験では、アナログコンパレータの入力端子
から入力しつつ、比較電圧は抵抗の分圧で作り出し、
一定時間後に弁別閾を超えてるか超えてないかによって
光の強弱をデジタル的に取り出すという流れでした。

おいら的にはもっと楽したい、もっとたくさんセンサを
並べたい、強弱をアナログ的に知りたい…などと
考えていたので、とりあえずアナログ入力ピン
（ＡＤＣ）を使って、光電流によって充電された電圧
を読み出そうという作戦に。

入力端子自体はアナログコンパレータだろうとＡＤＣ
だろうと、基本はＦＥＴのゲート端子だろうと思う
ので、特製的にはどちらの入力端子も変わらないだろうと。
（内部が単にコンパレータになっているのか、
　それとも参照電圧を逐次変えながら比較する
　いわゆるＡＤＣなのか、それだけの違いのはず）

ってことで、実際にＡＤＣからChaNさん方式的に電圧
を一定間隔で拾っていってみると…
なんだか上手く行かない。orz
殆ど同じ値しか取り込まれない。光の強弱に反応がない。

うーん。何が原因なんだろうなぁとしばし思案。
もしかしてＡＤＣの入力端子周りにクセがあるのでは？
と思ってデータシートを。



これだな…。
入力端子って、ＦＥＴのゲート部分のキャパシタンス
成分（この場合は14pF）がサンプル＆ホールド回路
の主要パーツになっているんだと思うんだけど、
それ以外には何も余分な物が無いんだろうと思ってた…
違うみたい。

まずはシリーズにデカイ抵抗が入っている…。まぁ
これは直接的には関係ないな。
問題は漏れ電流の方。ｉＩＨとｉＩＬ。
元々数十pFっていう小さいＬＥＤ内のキャパシタンス
だから、こんなところに漏れ電流が生じている
ようだと完全にアウトだな。光電流じゃなく
漏れ電流を計測することになっちゃう…

うーん、データシート最初から読めって話だな。
（多分arduinoに限らず）マイコン単体のＡＤＣだと
基本はＮＧな方法ってことなんだろうな。


ＦＥＴ入力のオペアンプでボルテージフォロアを
噛ましたら上手くいくのかな？
よく考えたら、ＬＥＤの逆電圧なんて最大でも
１．４Ｖ程度（？）だから、ＲｔｏＲオペアンプ
じゃないと読み取れないのかな？
使えるオペアンプが限られるなぁ。

うーん、チョコッと実験して終わりにしたかった
のに、また積み残しになってしまった…。

新シリーズが

オイラの大好きなあのシリーズ。
http://sc-smn.jst.go.jp/4/series.asp?i_series_name=elements%81%60%83%81%83%93%83f%83%8C%81%5B%83G%83t%82%CC%8A%EF%96%AD%82%C8%92I%81%60

elements メンデレーエフの奇妙な棚。

新シリーズ（第４シーズン）の第1話が早くもお茶の間に！

そうですか。サイエンスチャンネルで放送後、
あっという間にネット配信ですか。ありがたや。
というわけで早速視聴。

予告どおり俳優さんが代わりましたが、店主の声
は相変わらずのコハ・ラ・スマートさん。
いい味出してます。

”おねいさん”の方は…まだキャラ設定がよく
わかりません。が、なんとなく、奇麗で清純系と
思わせておきつつ、後半の豹変ッぷりを鑑みるに、
今度は”あーんな感じ”じゃぁないかな？と予想。
（見てからのお楽しみ）

それにしても、また「ターレス」からですか。
また最初から新しくやり直す感じってことかな。
それはそれで良し。オイラはお勉強というよりは
単に楽しみに見てるだけなので。

第2話以降もなんだかんだで楽しみになってきた。