◆今日のゴール
RaspberryPiで光の明るさを計測します。
今回は、フォトレジスタ（Photoresistor）を使って計測をします。
◆必要なもの
- フォトレジスタ（Photoresistor）
- コンデンサ（10μF）
- 抵抗（10kΩ）
- ブレッドボードとジャンパーピン（あると便利）
コンデンサは電荷を蓄えたり・放出したりするものです。容量は、1μFから10μFくらいのものを使いましょう
今回は、10μFを使いました。
◆配線する
抵抗・フォトレジスタ・コンデンサに極性はありませんので、向きはどちらでも構いません。
下記のように接続します。
フォトレジスタの片側は、抵抗を挟んで3.3Vに。
もう一方は、GPIOと、コンデンサを挟んでGNDに。
GPIOは今回は5番を使いました。変更しても構いません。その場合は、以下のコードも変更してください。
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◆計測するプログラム【Python】
まずは、任意のディレクトリに「photoresistor.py」という名前で、新規ファイルを作ります。
$ cd ~ $ sudo vi photoresistor.py
以下のように編集して保存します。
#!/usr/local/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
import time
import RPi.GPIO as GPIO
# GPIOのピン番号。適宜変更すること。
PiPin = 5
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
def RCtime():
value = 0
# コンデンサの中の電気を放出する。
GPIO.setup(PiPin, GPIO.OUT)
GPIO.output(PiPin, GPIO.LOW)
time.sleep(1)
# コンデンサへの蓄電を始める
GPIO.setup(PiPin, GPIO.IN)
# コンデンサの蓄電が終わるまでループ
while (GPIO.input(PiPin) == GPIO.LOW):
value += 1
# 無限ループ防止
if value > 100000:
return -1
return value
try:
measurement = RCtime()
print(measurement)
except KeyboardInterrupt:
print "Quit"
finally:
print "clean up"
保存して、下記のように実行すると「4995」と数字が出力されました。
$ sudo python photoresistor.py 4995 clean up
◆解説
15~18行目でコンデンサを放電させています。
21行目で、コンデンサへの蓄電が始まります。
蓄電にかかる時間が長いほど、24行目の中がたくさん実行されて、RCtimeメソッドから返却される値が大きくなります。
フォトレジスタは、光が強いと、抵抗が小さくなるので、コンデンサに蓄電されるまでの時間が短くなり、出力される値が小さくなります。
逆に、光が弱いと（暗いと）抵抗が大きくなり、コンデンサに蓄電されるまでの時間は長くなります。従って、出力される値は大きくなります。
今回の例では、蛍光灯で明るい部屋で4500前後、暗い場所で8000前後という値になりました。
この値は、コンデンサの値や、フォトレジスタの種類によって異なってきます。
この例では、コンデンサに蓄電される時間を便宜上利用しており、実際の「光度」を示す指標とは異なりますので、ご注意ください。
