稲妻警報器 - inara1

2013/08/16 (Fri) 15:32

darumaさんの「急に暗くなると点灯するLED」からの派生として、急に明るくなる
と警報が鳴る、例えば稲妻がピカッと光ると警報で知らせてくれる回路（おかず）
を作ろうとしています。

警報音は以前のラーメンタイマの音を流用するのが手っ取り早いですが、落雷のド
カーン音も電子回路で作れないかとも考えています。

まずは、急に明るくなるとLEDが点灯するセンサ部分を作りました。右が回路図で
すが、「急に暗くなると点灯するLED」回路のフォトダイオードとR1を入れ替えた
だけです。

急に明るくなったとき、フォトダイオードの光電流が増え、R1の電圧降下によっ
て、フォトダイオードとR1との間の電圧が下がります。そうすると、C1を介してそ
ことつながっているQ1のベース電圧も下がります（ゆっくり明るくなるときはベー
ス電圧は変化しない）。Q1のベース電圧が下がるのは「急に暗くなると点灯する
LED」と同じですから、後の動作も同じです（ある時間LED1が点灯する）。

稲妻は簡単には準備できないので、LEDを短パルスで発光させて擬似稲妻としまし
た。添付図のように、フォトダイオードとLED2を向かい合わせに置いて、LEDに流
す電流のピーク値を0.3mA程度にし、パルス幅10msの矩形波でLEDを点灯させたとこ
ろ、ちゃんと動作する（LED2が光った瞬間にLED1がしばらく点灯する）ことを確認
しました。

オシロスコープの波形は、ch1がLED電流、ch2がQ1のベース電圧です。LEDが点灯し
たとき、ベース電圧が0.5Vから－0.4Vくらいにまで落ち込んでいます。ベース電圧
が0.5Vから少しでも下がればこの回路は動作する（Q1がOFFになる）ので、LEDの発
光時間が1msでも動作します。実際の稲妻の発光時間が分かりませんが、これくら
いの短時間のピカッでも動作するのなら本物の稲妻でも動作するかもしれません。

オシロスコープで波形を見るときはC2を外しました。C2があると、Q2がONになった
とき（LED1が光ったとき）、C2を介してつながっているQ1のベース電圧が-4Vまで
下がってしまって、擬似稲妻の光による信号が見えなくなるためです。