概要
このレッスンでは、フォトレジスタ（CDSセル）と呼ばれる光制御型の可変抵抗器を使用して、周囲の光の強度に応じて8つのLEDの点灯数を制御するシステムを構築します [3, 4]。光の強度（アナログ信号）をマイコンボードで読み取り、その値に応じてデジタル出力（LED）を制御する基礎を実践的に学びます [4]。
フォトレジスタの抵抗値は入射する光の強度が増加するにつれて減少する**光伝導性**を示します [3]。この性質を利用して、光感応検出回路や、光/暗闇作動型スイッチ回路に応用することができます [3]。
🛠️ 必要な部品
このプロジェクトを進めるために、以下の部品を準備してください [3]。
- RobotLinking Uno board (または互換ボード) : 1個 [3]
- ブレッドボード : 1個 [3]
- Photoresistor (フォトレジスタ/CDSセル) : 1個 [3]
- Resistor (10KΩ) : 1個 (フォトレジスタと組み合わせて使用) [3]
- LED : 8個 [3]
- Resistor (220Ω) : 8個 (LEDの保護に必要です) [3]
- ジャンパーワイヤー : 複数本 [3]
- USBデータケーブル : 1個 [3]
👨💻 準備
実験原理
フォトレジスタの抵抗値は入射光の強度によって変化します [4]。光の強度が高い場合、抵抗は減少し、光の強度が低い場合、抵抗は増加します [4]。
この実験では、8つのLEDを光強度を示すインジケータとして使用します [4]。光の強度が高いほど、点灯するLEDの数が増えます [4]。光の強度が十分高い場合、すべてのLEDが点灯します [4]。光がない暗い環境では、すべてのLEDが消灯します [4]。
回路図の確認
提供された図を参考に、部品の接続方法を確認します [4]。
(ここに回路図の画像または図の記述を挿入)
- フォトレジスタの接続: フォトレジスタと10KΩの抵抗は、分圧回路を形成し、その中心点がマイコンボードのアナログ入力ピン (A0)に接続されます [4]。
- LEDの接続: 8つのLEDとそれぞれに対応する220Ωの抵抗は、マイコンボードのデジタル出力ピン (D0/RXD〜D7)に接続されます [4]。
⚙️ 実践
- 回路の組み立て準備した部品を使って、ブレッドボード上に回路を組み立てます [4]。回路図と見比べながら、配線を正確に行いましょう [4]。
- プログラムの作成と書き込み選択したマイコンボードの開発環境を使って、プログラムを作成し、ボードに書き込みます [5]。プログラムは、公式ウェブサイトまたはCDのサンプルコードを参照してください [5]。
- プログラムのコンパイルプログラムをコンパイルします [5]。
- プログラムの書き込みプログラムをRobotLinking Unoボードに書き込みます [5]。
✅ 確認
プログラムを書き込んだ後、動作を確認してください [5]。
- フォトレジスタに光を当てると、光強度に応じて複数のLEDが点灯するはずです [5]。
- 光強度を増加させると、より多くのLEDが点灯します [5]。
- 暗い環境に置くと、すべてのLEDが消灯します [5]。
📚 学び
このプロジェクトを通じて、あなたは以下のことを学びました。
- **フォトレジスタの原理**：光強度によって抵抗値が変化し、それをアナログ入力としてマイコンボードで読み取ることができるという原理を理解しました [3, 4]。
- **アナログ入力とデジタル出力の連携**：アナログセンサーからの入力値（光の強さ）を基に、複数のデジタル出力（LEDの点灯数）を制御するロジックを習得しました [4]。
- **分圧回路の利用**：フォトレジスタと固定抵抗を用いて、電圧の変化として光の強度を測定する方法を学びました [4]。
💡 次のステップ
今回の知識を応用して、フォトレジスタをマイクに置き換え、LEDを使って**音の強度**を示すようにすることも可能です [6]。音の強度が強いほど、より多くのLEDが点灯する効果を実現してみてください [6]。