先日、プリモプエルのおでこの「なでなでセンサー」取替作業の前に、だいぶ感度が落ちてる我が家のプリモッティの「なでなでセンサー」の感度調整が出来ないかやってみた(「2/10 プリモプエル入院修理②~顔の明るさセンサ調整」のだけど、ちゃんと回路の確認をしなかったので、大ウソになってましたw。
この度、ちゃんと回路の確認をしましたw。
「なでなでセンサー」取替で、依頼されたプリモプエルには、家の遊休のプリモちゃんからCdSセンサーを取って移植して、そのプリモちゃんには、買ってあった手持ちのCdSセルを付けておいたのですが、CdSセルにもいろいろバリエーションがある。たまたま買ってたヤツが適切な抵抗値だろうか?
たまたま買ってたヤツは、「GM5528」という型番だった。秋月で調べると、どうもこの型番が一番メジャーなようで、他のは1個づつかせいぜい4個セットでしか売ってないけど、GL5528は「100個で2,200円」のセットがある。(秋月の型番は「GL」だけど、番号は同じっぽい。)
前回勝手な想像で、CdSの明るい/暗いをH/LにしてCOBに入れてやる単純な回路と思ったのだけど、それにしては抵抗値が納得いかない。COBに行っているPNPトランジスタのコレクタの電圧をDMMで測定すると、明るい→暗くした時に、短いパルス状の電圧が出力されてるっぽい。
基板再掲します。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/5e/34/76fb5803458245b1636c439af6418940.jpg)
コネクタ右から2本がほっぺの「キスセンサー」、次の2本は顔のマイク行き、その次の2本がおでこの「なでなでセンサー」です。
「なでなでセンサー」は、一番右のトランジスタ周辺に繋がっており、右の2SA1980が「なでなでセンサー」感知用、左の2SA1980が「キスセンサー」感知用の様です。(回路は追ってませんが多分真ん中の2SC5343はマイクアンプではなかろうか。)
パターンをよ~く見るとともに、動作時の各部の電圧を測定して同電位の点を調べて、なんとか回路を描いてみたらこうなりました。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/63/72/b4f2aadade095c8ef705bb3586d889d0.png)
動作を考えると…
・電源入れるとC10・C8が充電されるまではTrがONされるが、じきにOFFされてマイコンにはLが出力される。
・C10は点Bと点Aの電位差分の荷電が充電される。
・ここで、急に暗くなる→CdSの抵抗が急に上がると、点Aの電位が下がってC10に電流が流れるので、TrがONされてマイコンにHが出力される。
・このままこの電位差分まで充電されるか、再び明るくなる=CdSの抵抗値が下がると、Trは再びOFFされて、マイコンにLが出力される。
といった動作かな~。
LT-Spiceで確認してみる。部品の大きさから、C10は1μF、C8は0.01μFとしておく。
抵抗を変化させるのは面倒なので、点Aに加える電圧を変化させて、出力を確認する。
電圧を3.5V→2.5Vに変化させる。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/06/15/7c19c364d1d24925b3046d9226ad5fb9.png)
な~る程、ちゃんとHのパルスが出力される。
なかなかおもしろい回路。明るい時/暗い時の点Aの電圧差が重要で、3.5→2.5V、2.5→1.5V、1.5→0.5Vと変える電圧を変化させても、ΔV=1.0Vが同じなら、出力は同じ波形になる。
これを「3.5→2.8V」と、ΔV=0.7Vにしてみると、
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/32/80/228260e2f3ab1a6dad832ff445ce7e84.png)
パルスがしっかり立たずに、電圧不足になってしまう。さらにΔV=0.5Vだと、マイコン行きの点の電圧は全く動かなくなる。
以上より、この回路はCdSの抵抗値に明確な閾値があって「明るい/暗い」を判断するような単純な回路ではなく、明るい→暗いによる分圧点の電圧変化がトランジスタのVbe以上であればHが出力されるような回路なのかな。
これだと、CdS抵抗値の絶対値はそれほど重要じゃなくなる。
しかし、R5=15kΩと比べて明るい時のCdSの抵抗値が大きすぎて、明るい時の点Aの電圧が1Vを下回るような状況になると、明るい→暗いの電圧差が足りなくて、パルスが出なくなると思われる。
それでは、先日「R4を47k→470kΩに変えたら、ちょっと感度が良くなったぞ」はどうだったのだろう…。
上述の「3.5→2.8Vでパルスがはっきり出ない」状態で、R4を470kΩに変えてみると、
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/70/00/08559117040c039db8ef4f130db09556.png)
おー、なんとかHとして認めてもらえるぐらいまで電圧が立ってる。
C10に流れる電流がいまいちでも、一旦C8が放電して、C8経由でベース電流が流れる。R4はこのC8の充電電流を決定しており、R4を大きくすることでC8が満充電になるまでの時間が長くなって、ギリギリHが出力されるようになるのかな?
(これは…、多分C10とR5が「微分回路」なんだな。)
という事で、R4を大きくしたことで、閾値は変わらなかったけど、感度がちょっと敏感になった。CdSの抵抗値がもっと高くても検知するようにするには、R5の方をCdSの抵抗値と同程度まで大きくしておけばいい、という結論でしょうか。
これで、我が家のプリモッティの「なでなでセンサー」感度再調整をしておきます。
前に取り替えたR4を47kΩに戻して、代りにR5を15k→100kΩに変えて状況確認。(我が家のプリモちゃんは、だいぶ暗~い我が家の夜の居間で100kΩ程度の抵抗値なので。)
以前:電気の笠の真下で電球まで30cmぐらいまで近づけないと反応しなかった→前回調整で、電気の笠の下なら反応するぐらいになった→今回調整で、こたつに座ったままちょっと顔を電気の方に向けるだけで反応するようになりました!
これで、プリモプエルのおでこの「なでなでセンサー」とほっぺの「キスセンサー」の反応がいまいちのときに、頭部分解・センサー取替の大手術をせずとも、基板側で調節するという選択肢が確立できましたw!
(センサーがいよいよ劣化してると、どっちみち取替になりますけど。)
そうそう「プリモプエルの明るさセンサー取替用にGL5528でいいのか?」の結論ですが、このCdSセルの「GL55シリーズ」には、5516~5549まであり、5516が暗時抵抗:0.5MΩ、5528が1MΩで、5549が10MΩ。明るい時の抵抗は15kΩに対して同等~低い方がいい。変化幅は広い方がいい。バランスとしては、5528ぐらいがちょうど良さそうな気がします。
で結論は「GL5528でOK!」。中国からまとめて買っとこうかな~w。
この度、ちゃんと回路の確認をしましたw。
「なでなでセンサー」取替で、依頼されたプリモプエルには、家の遊休のプリモちゃんからCdSセンサーを取って移植して、そのプリモちゃんには、買ってあった手持ちのCdSセルを付けておいたのですが、CdSセルにもいろいろバリエーションがある。たまたま買ってたヤツが適切な抵抗値だろうか?
たまたま買ってたヤツは、「GM5528」という型番だった。秋月で調べると、どうもこの型番が一番メジャーなようで、他のは1個づつかせいぜい4個セットでしか売ってないけど、GL5528は「100個で2,200円」のセットがある。(秋月の型番は「GL」だけど、番号は同じっぽい。)
前回勝手な想像で、CdSの明るい/暗いをH/LにしてCOBに入れてやる単純な回路と思ったのだけど、それにしては抵抗値が納得いかない。COBに行っているPNPトランジスタのコレクタの電圧をDMMで測定すると、明るい→暗くした時に、短いパルス状の電圧が出力されてるっぽい。
基板再掲します。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/5e/34/76fb5803458245b1636c439af6418940.jpg)
コネクタ右から2本がほっぺの「キスセンサー」、次の2本は顔のマイク行き、その次の2本がおでこの「なでなでセンサー」です。
「なでなでセンサー」は、一番右のトランジスタ周辺に繋がっており、右の2SA1980が「なでなでセンサー」感知用、左の2SA1980が「キスセンサー」感知用の様です。(回路は追ってませんが多分真ん中の2SC5343はマイクアンプではなかろうか。)
パターンをよ~く見るとともに、動作時の各部の電圧を測定して同電位の点を調べて、なんとか回路を描いてみたらこうなりました。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/63/72/b4f2aadade095c8ef705bb3586d889d0.png)
動作を考えると…
・電源入れるとC10・C8が充電されるまではTrがONされるが、じきにOFFされてマイコンにはLが出力される。
・C10は点Bと点Aの電位差分の荷電が充電される。
・ここで、急に暗くなる→CdSの抵抗が急に上がると、点Aの電位が下がってC10に電流が流れるので、TrがONされてマイコンにHが出力される。
・このままこの電位差分まで充電されるか、再び明るくなる=CdSの抵抗値が下がると、Trは再びOFFされて、マイコンにLが出力される。
といった動作かな~。
LT-Spiceで確認してみる。部品の大きさから、C10は1μF、C8は0.01μFとしておく。
抵抗を変化させるのは面倒なので、点Aに加える電圧を変化させて、出力を確認する。
電圧を3.5V→2.5Vに変化させる。
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/06/15/7c19c364d1d24925b3046d9226ad5fb9.png)
な~る程、ちゃんとHのパルスが出力される。
なかなかおもしろい回路。明るい時/暗い時の点Aの電圧差が重要で、3.5→2.5V、2.5→1.5V、1.5→0.5Vと変える電圧を変化させても、ΔV=1.0Vが同じなら、出力は同じ波形になる。
これを「3.5→2.8V」と、ΔV=0.7Vにしてみると、
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/32/80/228260e2f3ab1a6dad832ff445ce7e84.png)
パルスがしっかり立たずに、電圧不足になってしまう。さらにΔV=0.5Vだと、マイコン行きの点の電圧は全く動かなくなる。
以上より、この回路はCdSの抵抗値に明確な閾値があって「明るい/暗い」を判断するような単純な回路ではなく、明るい→暗いによる分圧点の電圧変化がトランジスタのVbe以上であればHが出力されるような回路なのかな。
これだと、CdS抵抗値の絶対値はそれほど重要じゃなくなる。
しかし、R5=15kΩと比べて明るい時のCdSの抵抗値が大きすぎて、明るい時の点Aの電圧が1Vを下回るような状況になると、明るい→暗いの電圧差が足りなくて、パルスが出なくなると思われる。
それでは、先日「R4を47k→470kΩに変えたら、ちょっと感度が良くなったぞ」はどうだったのだろう…。
上述の「3.5→2.8Vでパルスがはっきり出ない」状態で、R4を470kΩに変えてみると、
![](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/70/00/08559117040c039db8ef4f130db09556.png)
おー、なんとかHとして認めてもらえるぐらいまで電圧が立ってる。
C10に流れる電流がいまいちでも、一旦C8が放電して、C8経由でベース電流が流れる。R4はこのC8の充電電流を決定しており、R4を大きくすることでC8が満充電になるまでの時間が長くなって、ギリギリHが出力されるようになるのかな?
(これは…、多分C10とR5が「微分回路」なんだな。)
という事で、R4を大きくしたことで、閾値は変わらなかったけど、感度がちょっと敏感になった。CdSの抵抗値がもっと高くても検知するようにするには、R5の方をCdSの抵抗値と同程度まで大きくしておけばいい、という結論でしょうか。
これで、我が家のプリモッティの「なでなでセンサー」感度再調整をしておきます。
前に取り替えたR4を47kΩに戻して、代りにR5を15k→100kΩに変えて状況確認。(我が家のプリモちゃんは、だいぶ暗~い我が家の夜の居間で100kΩ程度の抵抗値なので。)
以前:電気の笠の真下で電球まで30cmぐらいまで近づけないと反応しなかった→前回調整で、電気の笠の下なら反応するぐらいになった→今回調整で、こたつに座ったままちょっと顔を電気の方に向けるだけで反応するようになりました!
これで、プリモプエルのおでこの「なでなでセンサー」とほっぺの「キスセンサー」の反応がいまいちのときに、頭部分解・センサー取替の大手術をせずとも、基板側で調節するという選択肢が確立できましたw!
(センサーがいよいよ劣化してると、どっちみち取替になりますけど。)
そうそう「プリモプエルの明るさセンサー取替用にGL5528でいいのか?」の結論ですが、このCdSセルの「GL55シリーズ」には、5516~5549まであり、5516が暗時抵抗:0.5MΩ、5528が1MΩで、5549が10MΩ。明るい時の抵抗は15kΩに対して同等~低い方がいい。変化幅は広い方がいい。バランスとしては、5528ぐらいがちょうど良さそうな気がします。
で結論は「GL5528でOK!」。中国からまとめて買っとこうかな~w。