電気初心者です。トランジスタでセンサーを作りたい

質問

電気初心者です。
トランジスタ2SC1815とフォトトランジスタを使って暗くなるとＬＥＤが光るセンサーを作りたいのですが教えてください。
センサーは↓
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02325/
できれば回路図と仕組みを教えてください。
NPNとPNPトランジスタの基本的な使い方はわかりました。
http://www.ee.ibaraki.ac.jp/09student/Lectures/KisoDenki/Tr/Tr_as_SW.html
ここに書いてあることは理解しました。

回答No.7

inara

NJL7502Lをつけて回答No.4の回路を組んで試したところうまく動作しました。

配線を長くして、フォトトランジスタだけを屋外に置くときは、外来ノイズによる誤動作防止のために、可変抵抗の1-3端子間に 1μF 程度のコンデンサを入れてください。ここ（http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-03093/）のようなコンデンサでいいです。

LEDと抵抗R4をはずして、そこにリレーを入れると、100Vの白熱電灯なども点灯できます。ここ（http://oshiete1.goo.ne.jp/qa5388884.html）を参考にしてください。リレーと並列に入っているダイオード（1N4148）は必ず入れてください。

回答No.6

inara

秋月でNJL7502Lを買ってきたので作ってみます。

回答No.5

inara

＞できれば回路図と仕組みを教えてください
仕組みの説明を忘れていました。トランジスタが2個だけなのでそれほど難しくはありません。まずは回答４の回路図で説明します。最初は R2 がついてないとして考えてください。

周囲が暗いとき、フォトトランジスタのエミッタ（Ｅ）から流れ出る光電流は小さいので、可変抵抗につながっているトランジスタのベース（Ｂ）電圧は小さくなっています（ベース電圧 = 光電流×可変抵抗値）。このときトランジスタはOFF状態になっています。OFFのときにはコレクタ（Ｃ）には電流が流れないので、次のトランジスタのベース電流は R1とR2を通って流れます（この電流がだいたい0.1mA以上であればトランジスタはONになります）。ONになるとコレクタ（Ｃ）電圧はほぼ 0 になるのでLEDが点灯します。したがって、周囲が暗いときにはLEDは点灯することになります。

周囲が明るくなって可変抵抗につながっているトランジスタのベース（Ｂ）電圧が大きくなって、ある電圧（0.7Vくらい）を超えると、トランジスタがON状態になります。トランジスタがONになるとコレクタ（Ｃ）電圧がほぼ 0 になるので、次のトランジスタのベース（Ｂ）電圧もほぼ 0 となりトランジスタはOFFになります。トランジスタがOFFならコレクタ（Ｃ）には電流が流れないのでLEDには電流が流れません（実際にはR2を通してわずかに電流が流れます）。したがって、周囲が明るくなったときにはLEDが消えるようになります。

R2 を考慮すると計算が難しくなりますが、この回答の添付図のような計算で、LEDの点灯と消灯の条件を求めることができます。可変抵抗につながっているトランジスタがOFFのとき（暗いとき）の状態を添付します。最終的に添付図の式を使って、LEDが点灯から消灯に変わるときのフォトトランジスタの電流が求められます。

回答No.4

inara

2SC1815を２個使った回路を添付します。実際に作って動作確認しました。フォトトランジスタは持ってないので、代わりに、入力電流を変えて、LEDがON/OFFするのを確かめました。

どれくらい暗くなったらLEDが点灯するかは、可変抵抗VRで変えられます。可変抵抗を右に回しきった場合、フォトトランジスタの電流が3μAを下回ると（10ルクスより暗くなると）LEDが点灯します。フォトトランジスタの電流が10μAを上回ると（30ルクスより明るくなると）LEDが消灯します。可変抵抗を左に回していくと、LEDが点灯/消灯する照度が大きくなります。

添付図のグラフは回路シミュレータでの動作結果です。入力電流が 0 （真っ暗）のときはLEDに電流が流れます（点灯）が、入力電流が大きくなると（明るくなると）消灯します。点灯のときと消灯のときの入力電流が異なっているいるのでLEDがチラつくことはありません。この入力電流の差（ヒステリシス）は R2（470kΩ）で変えられます。R2 を小さくするほどヒステリシスが大きくなりますが、あまり小さくしすぎると真っ暗でもLEDが点灯しなくなってしまいます。R2 を取り外すとヒステリシスはなくなります。

回答No.3

inara

お返事が早いですね。ちょっと時間を下さい（平日は仕事なので）。

回答No.2

inara

こういう光センサーは、暗くなる途中とか明るくなる途中でLEDがちらつかないように、ヒステリシスを持たせる必要があります。オペアンプを使うと部品が少なくなって簡単ですが、2SC1815を3個使ってもできます。電源電圧とLEDの動作条件（動作電流と動作電圧）を教えてください。回路を考えてみます（回路シミュレータがあるのでそれで動作確認します）。

補足

電源は5Vです。
LEDは3.4V 25mAです。
よろしくお願いします。

回答No.1

sittaka-kun

一例ですが。

参考URL：

http://www.audio-q.com/cds.htm