秋月電子 物体位置計測キット(K13 Object Positin Detector) K-00901  950円

↑物体位置計測キット
 
秋月電子 物体位置計測キット(K13 Object Positin Detector) K-00901 950円のキットを改造しました。

このキットをそのまま作ると、通常は音が鳴り、遮断すると一瞬だけ音が消え、再び音が鳴る回路でした。

微分回路のような動きの為、使いにくいです。

そこで、キットを改造し、遮断するとブザーが鳴る回路に変更しました。

今回は、単にキットを組み立てるだけではなく、 テスターやオシロスコープを使って回路の動作を確認しながら、 比較回路の基準電圧を変更しています。

1.赤外線センサーキットの組み立て

今回使用したキットは、赤外線の送信側と受信側に分かれています。 まずは説明書に従って、部品を基板にはんだ付けしました。

2.希望する動作へ変更する

今回実現したい動作は非常に単純です。

赤外線 ブザー
遮断していない 鳴らない
遮断している 鳴る

つまり、赤外線を遮った瞬間だけを検出するのではなく、 「遮断されている状態」を検出したいわけです。

3.PT2308周辺の回路を調べる

受信側にはPT2308が使用されています。 PT2308は本来オーディオ用のICですが、 この回路では入力電圧の変化を利用して、 出力をHIGH/LOWに切り替えるような動作をしています。

今回調べた部分は次の3端子です。

端子 機能
1番 出力
2番 −入力
3番 +入力

4.オシロスコープで3番端子を測定

テスターだけでは動作が分かりにくかったため、 オシロスコープを使って3番端子(+入力)の電圧を確認しました。

状態 3番端子(+入力)
音が鳴らない状態 約4V
音が鳴る状態 約6V

この結果から、3番端子には状態によって 約4Vと約6Vの電圧が現れることが分かりました。

5.2番端子に基準電圧を作る

そこで2番端子(−入力)に基準となる電圧を与え、 3番端子の電圧と比較させることにしました。

最初は10kΩのプルアップによって2番端子が 電源電圧付近になるようにしていましたが、 これでは3番端子が約6Vになったときに 両入力の電圧差がほとんどありません。

そこで抵抗分圧によって、 4Vと6Vの間に基準電圧を設定します。

電源電圧を6Vとして、 10kΩと39kΩを使用すると、 基準電圧は次のようになります。

Vref = 6 × 39 ÷ (10 + 39)

Vref ≒ 4.78V

したがって、約4.8Vを判定基準として使用できます。

6.動作原理

状態 3番(+) 2番(−)基準電圧 1番出力 ブザー
通常 約4V 約4.78V LOW OFF
赤外線遮断 約6V 約4.78V HIGH ON

このように基準電圧を約4.78Vに設定することで、 約4Vと約6Vを判別しやすくしました。

7.完成

改造後は、 赤外線を遮断するとブザーが鳴り、 遮断を解除するとブザーが止まる という目的の動作になりました。



赤外線を遮断して動作確認

改造した赤外線センサー回路

8.今回の実験で分かったこと

今回のような回路では、 回路図だけを見て動作を判断するのではなく、 実際の端子電圧を測定することが重要です。

特に今回は、テスターで測定しただけでは 3番端子の状態が分かりにくかったため、 オシロスコープで確認することで 約4V/約6Vという状態の違いを確認できました。

その実測結果をもとに基準電圧を設定することで、 目的としていた 「遮断している間だけブザーを鳴らす」 動作を実現できました。





 

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(2026年9月21日(月) 作成)


 
 

 
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