オフグリッド直流電力システム開発(21) 壁裏センサ作りにトライ

テープLEDを壁に設置する方法を検討している。ちょっとおしゃれに、間接照明にしようと思う。壁に長細い部材を固定し、その上面にテープLEDを設置することで、実現しようと検討中。

我が家の壁は、ほとんどの部屋が石膏ボードで柱材の位置が表からはわからない。裏に何もないところにビス止めすることは不可能なため、壁の裏に木材が通っているところにアクセスしなければならない。

細い針を壁に突き刺して裏の木材の位置を探るセンサがホームセンタなどで手に入る。しかし、小さな穴をあけてしまうところが、少し抵抗がある。最近、よく見かけるようになった壁裏センサで非接触のものがある。ただ、数千円と結構なお値段がする。

そこで、その原理などをググってみると、静電容量の変化を検知しているようだ。つまりは、コンデンサの容量が壁裏の状態によって変化することを静電容量センサで検知するもの。

使い慣れたPIC12F1822/16F1823にもタッチセンサとして利用できる静電容量センサが搭載されていたはずだ。まだ使ったことはないが、この機会に使い方を習得してみようと思い、壁裏センサを自作してみることにした。

センサに流し込む電流の量を3段階に変化させられたり、基準電圧に、内部固定や外部電圧を利用できたりと、至れり尽くせりの機能が盛りだくさん。とりあえず、どんな感じか適当に設定して測定してみると、意外と簡単にセンシングすることができた。

ただ、測定できた値が、正しいものかどうかを検証する方法がググっても出ていない。一応、数字がカウントできて、変化することも確認できたのだが、正しくカウントできているかどうかが検証できないと、いまひとつ気持ちが悪い。

オシロ片手にいろいろな部分を測定してみるおt、センサとなる銅板に接続するポートに三角波が出ていることが確認できた。子の端子に電流を流して銅板の電圧を上昇させ、閾値を超えたら、今度は電流を引き抜いている動作が目に見えた。なるほど。ということは、この周波数とカウント値を比べれば正しく測定できているかがわかるはずだ。

いろいろと設定パラメータを変えてみた結果、TMR0をTMR1のゲート制御の固定周波数として利用する方法(データシートでは推奨されているが、そのやり方がきちんと書かれていない)を探り当てることに成功。

ブレッドボード上にバラックで組んで動作確認することができた。壁面に当ててみると、数値が変化することがわかる。ただ、流す電流量を変えると、カウント値も大幅に変化する。そのあたりが最適になるか、いろいろと実験する必要がありそうだ。

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ただい、基板と銅箔の位置関係を変えると、値も大幅に変化する。安定的にセンシングするためには、もう少しデータ収集して動作を確認する必要があるそうだ。

なにはともあれ、何とか自作できそうだぞ。楽しみ楽しみ。

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