赤外線センサーの仕組み

今回利用した赤外線センサーの仕組みを簡単に説明します。

まず、赤外線LEDが前方に赤外線を照射します。この赤外線が壁に当たって反射し、その反射光をフォトトランジスターが検出します。この反射光の強度や角度から物体までの距離を推定するといった仕組みになります。

赤外線センサーの仕組み

一般的に反射光が強いほど壁が近く、弱いほど遠いというように判断されます。かなりシンプルでわかりやすい仕組みですね。

アノード・カソード

お待たせいたしました。やっと本題のアノード・カソード問題についてお話できますね。

LEDにはアノード・カソードと呼ばれる極性が存在します。アノード側からカソード側に向かって電流が流れるため、プラス側にアノードを、マイナス側にカソードを接続する必要があります。この接続の向きを間違えてしまうとなんと電流が流れないようになっていて、LEDの種類や電圧によっては壊れてしまうこともあるので、要注意なポイントです。

じゃあどうやってアノードとカソードを見分けるの？？といったところですが、一般的にはダイオードは足の長いほうがアノード、短いほうがカソードと言われております。

どっちがアノード？

これらの知識は製作実習前の研修で学んでいたため、赤外線センサーの動作確認のためのテスト回路をブレッドボードで組む際に「長いほうがアノードね！！」と意気揚々と作業に取り掛かりました。これが実際に作成したテスト回路です。

赤外線センサーのテスト回路

この回路を組んだ時はjの穴からfの穴、eの穴からaの穴にかけて順番に電流が流れると思っていたため、きっちり順番通りに配線を組み、かなり汚いレイアウトになってしまっています。これも新人らしいミスですね。

勘違いの図解（簡略化のためLEDの回路のみ）

それはさておき、回路は間違っていないはずなのに、なぜか赤外線がLEDから照射されないという問題が発生しました。「赤外線って目では見えないのに、どうして照射されていないってわかったの？」と疑問に思った方がいるかもしれませんね。実は、スマートフォンのカメラを使用すると簡単に確認することができるんです！しかも確認方法はとっても簡単！なんとスマートフォンのカメラを通して赤外線LEDを見るだけ！スマートフォンのカメラやデジタルカメラでは赤外線を可視化することができるため、画面上に白や紫っぽい光が見えた場合、赤外線が照射されていると確認することができるのです。

※カメラによっては確認できないものもあります。

カメラ越しに見たLEDから照射された赤外線

テスト回路のLEDを、実際にカメラを通して見たところ、本来なら上の画像のようにピンク色っぽい光が確認できるところ、何の光も確認できなかったため、赤外線が照射されていないと判断しました。アノードとカソードを逆に取り付けてしまったかな？と思い、一度取り外して確認してみても、きちんと長いほうをプラス側に繋いでいました。何度回路を確認してみてもおかしなところは見つかりません。そこで赤外線LEDのデータシートを確認したところ、なんと、このLEDは短いほうがアノードだったのです。いやぁ、まさか「長いほうがアノード」という概念を1か月足らずで覆されるとは思いませんでしたね。LEDの向きを変えて繋ぎ直したところ、これまた簡単にLEDが照射されるようになりました。幸い壊れる前に気づくことができたみたいです。LEDって本当に1方向にしか電流が流れないんですね～～。