ESP32でCdSセルを使用して、明るさセンサーをつくってみます

ESP32でCdSセルを使用して、明るさの計測を行ってみたいと思います。

CdSセルは、明るくなると電気抵抗が下がって、暗くなると電気抵抗が高くなる抵抗器です。この抵抗値を監視して、暗くなったらLEDを点灯、明るくなったら消灯させるようにしてみます。

Contents

ESP32とCdSセルを接続
プログラム作成
- プログラム
- 動作確認
まとめ

ESP32とCdSセルを接続

ESP32とCdSセルなどを接続していきます。

準備するもの

今回使用するものは、以下になります。

ESP32
ブレッドボード
ジャンパーワイヤー
CdSセル
抵抗①（100kΩ）
LED
抵抗②（220Ω）

Cdsセル

Cdsセルは、秋月電子通商様から「CdSセル 5mmタイプ」を購入しました。

主な仕様は以下になります。

外形寸法：直径5mm
ピーク波長：540nm（太陽光、人間の目に近く、緑色にピーク波長を持ちます）
最大電圧：150VDC
最大電力：100mW
明抵抗：10k~20kΩ(10Lux時)
暗抵抗：1MΩ
温度係数：±0.002/℃

接続

部品を以下のように接続していきます。

プログラム作成

CdSセルの値を監視して、暗さに応じてLEDを点灯させていきたいと思います。

プログラム

プログラムの概要は、CdSセルの抵抗値を監視して、LEDの明るさをPWM制御するといった処理になります。

const int CDS = 35;     // CdSセル接続ピン
const int LED = 12;     // LED接続ピン
const int PWM_CH = 0;   // PWMチャンネル

void setup() {
  pinMode(CDS, INPUT);
  pinMode(LED, OUTPUT);
  ledcSetup(PWM_CH, 1000, 12);
  ledcAttachPin(LED, 0);
  
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  int value = analogRead(CDS);
  Serial.println(value);

  unsigned int ledPow = 0x0FFF - value;

  if(ledPow < 0x00FF){
    ledPow = 0;
  }
  
  ledcWrite(PWM_CH, ledPow);
  Serial.print("ledPow:");
  Serial.println(ledPow);
  
  delay(500);
}

プログラムについて簡単に説明していきます。

6行目で、CdSセルからの入力値を監視するピンの設定を行います。

7～9行目で、LEDをPWM制御する設定を行います。

8行目の「ledcSetup()」の第３引数は、12ビットを指定しています。これは、PWMのデューティ比に指定する値の範囲を0～4095にするためになります。ちなみに8ビットだと0～255になります。

以下は、loop()関数で繰り返し行う制御になります。

まず、15行目でCdSセルからの入力値を「analogRead(ピン番号)」で取得しています。

入力値の範囲は、0～4095までになります。

ちなみに明るい場合に値が大きくなり、暗くなると値が小さくなります。

18行目で、LEDのPWM出力値を計算しています。明るい場合はLEDを点灯させないため、0に近い値を設定する必要があるので、0x0FFF（4095）からCdSセルから取得した値を引いています。

20～21行目では、0～0x00FFの値の範囲はLEDが点灯しないように、0をLEDの出力として再設定をおこなっています。これは、ちょっとセンサーの上に手をかざしただけでもLEDが点灯してしまったため、このような制御をいれました。

24行目では、LEDのＰＷＭ制御を行って明るさの調整を行っています。