m_kawasaki の履歴(No.24)

また、受光側のマトリクスLEDはYSM-1288CR3G2Cという型番ですが、赤LEDがレーザーポインタには反応せず、高輝度赤色LEDは反応しました。エネルギー準位の話からすると、短い波長はエネルギーが強く、波長が短い光が当たれば、電子が励起して光電流が流れる、というものでした。グラフを見ると、レーザーポインタはYSM-1288Cの赤よりも波長が長く、ほとんど山が被っていません。それに対して光源の赤LED、OS5RAA3131Aは受光側の赤よりも波長が短いです。まさにその特徴が出ていますね。

↑

LEDを光センサとして使用した場合の反応についてのメモ†

今まで波長が関係していると考えてきて、途中で光量が一番効いてるという話で進めてきたけど、丸山先生に伺ったところ、エネルギー準位が関係してるという話でした。光を当てるとそのエネルギーに応じて電子が価電子帯から伝導帯に励起して電流が流れる。光のエネルギーは波長が短いほど大きく、波長が長い（赤）LEDは伝導帯のバンドが低く、赤色LEDの光を当てるとギリギリ伝導帯に届く程度のエネルギーが吸収され、励起される。赤LEDにエネルギーの強い緑色LEDの光を当てるとエネルギーが吸収され、電子は伝導帯を通り越して行く（結局電子は伝導帯に落ち着く？）。これが赤LEDで緑の光源に反応した理由。また、逆に緑色のLEDに赤の光源を当てると伝導帯に届かず電子は価電子帯に戻るので反応しない。

ArduinoではA/D変換で値を読みとっているので、LEDの電圧を見てる。電圧が決まるのは、光によって電荷がたまりそれによって電流が流れ、その電流と光によって流れる光電流（逆方向に流れる）とでバランスが取れた場所を見てる、感じ。電圧は接合容量から決まったり、電流はLEDの抵抗などで決まったりパラメータが色々あるのでデータから推測は難しそう

青色LEDもこの考えでいけるんじゃないですかね。結局波長が短いほどエネルギーが高い＝波長ごとのLED並べて反応したLEDのとこがその波長ってことにはならないんですか。とにかく試してみたい

↑

130514 YSM-1288CR3G2Cでのテスト†

http://australianrobotics.com.au/products/led-matrix-dual-color-small

からデータシートに飛べる。そのままプロトタイプに使ってたArduinoに繋げる。抵抗は赤＝470Ω、緑＝100Ωに。データシートの順方向電圧はそれぞれ赤＝2.0V、緑＝3.3Vで、5Vかけるので、赤＝1.3/470＝6.3mAくらい、緑＝1.7/100=17mA。

(ちょうきれいじゃん)

光源に使うLEDは赤と緑両方とも高輝度LEDに。赤＝OS5RAA3131A、緑＝OSPG3131P。抵抗は赤＝104Ω、緑＝334Ωを使用。順方向電圧はそれぞれ赤＝2.1V、緑＝3.3Vで、3.3Vかけるので、赤＝1.2/104=11.5mAくらい、緑＝0.3(Min)/334=0.8mAくらい。

閾値をそれぞれ設定したらすんなり入力できた。高輝度の力。高輝度にすることで隣の値との差が大きくなり閾値設定しやすくなった。

3色のマトリクスLEDでも試してみたい、というより青LEDでの反応を見てみたいな。その前にアプリケーションの方向性をだな…‥‥

↑

130430 IM120601014のテスト†

前にも一回光を当てて反応を見たんだけど、

IM120601014
受光＼光源	緑LED	赤LED	赤レーザー
緑	○	×	×
赤	○	○	×

○が反応あり、×が反応なし。以前は赤レーザーのみで反応見てて、ダメだったのだけど、Interaction2013の際に秋田先生にお借りした高輝度赤LEDでの反応が適切だった。データがあれば先生にもらおう

一度ADCを通したときの値を見てみたい

↑

130123 参考URL†

LEDを光センサとして使ってみる 2004. 8. 5 http://elm-chan.org/junk/leddet/report.html

接合容量がやっぱり大きいみたい？接合容量と光量だけが原因と考えると、

光源：赤レーザー　→　BRBG1211Cの赤が反応、緑は反応せず　→　赤の容量を満たし、緑の容量に満たない程度の光量

光源：緑LED　→　BRBG1211Cの赤と緑が反応（赤の反応が若干薄い）　→どっちともの容量を満たす程度の光量

と考えれる？けど、緑LEDで赤の反応が若干薄い原因が分からない。やっぱり他の諸々が影響しているってことなのか

↑

130122 マトリクスLEDのLED明るさの問題†

BRBG1211C（自作2色マトリクスLEDの方）を単体（電流は　赤：16mA、緑：25mA ）で、ホットボンド（透明：白＝32：1）を乗せて光らせてみたところ

厚みは2mmくらい？良い感じに拡散されている。しかし

マトリクスLEDとしてダイナミック駆動させて光らせたとき

デューティー比が50%以下なので輝度が数段落ちて発光点が見えるように。デューティー比を少し変えてみたが入力へのレスポンスが遅くなることを考えるとこの点が見えてしまうという結果に。電流もこれ以上上げるとチップLEDに負荷がかかる。一応テストとして50mAくらいまで上げて光らせてみたがあまり効果は見られず…。訂正：デューティー比50%から75%に上げたらしっかり光りました。若干発光点が見えるもののボンドの厚みを上げてあげれば拡散しそう。これから入力の値との兼ね合い

色が見えるようになるには拡散具合、というより輝度の高さが必要と思われる。また、前にも一度書いたが黒いゴムを使っているからかもしれない。市販のマトリクスLEDの方はLEDの周りは白く、これで反射させて発光の際に色が見えやすくなるのかもしれない。白いゴムが必要？

↑

130116 2色マトリクスLED(IM120601014)†

データシートこれだった

http://imall.iteadstudio.com/im120601014.html

前回のように赤レーザーで受光赤LEDが反応しなかったのでIM120601014は没になったがLEDを発光させてみると、LEDの発光点が見える割に綺麗に色が見えた。これの要因が穴の大きさ（と拡散具合）ではないかと画策。

作ってるマトリクスLEDが今3mmの穴を開けているが4mmの穴を開けて発光させてみたところあまり混ざらない。IM120601014と見比べたところまず明るさが足りないような気がした。現在、緑に100Ω、赤に470Ωをつけて発光させているが、もっと多く電流を与えて明るくした方が良いのではないか、ということで現在橙色に見えるように二つのLEDを再調整。予定としては緑の方を50mAほど流すようにして、赤をそれに合わせて光らせる予定。

↑

130111 2色マトリクスLED(1588ASRG -> IM120601014 )のやつ†

多分LSM-1588ASRGなんだけどデータシートに順方向電流や波長などのデータが載ってない。GYXM-1588ASRGと同じってことにしてみてみる。 GYXM-1588ASRGによると、Redの波長は645nm、Greenの波長は572nm。ちなみに作ってるbLED Tileに乗せてるBRBG1211CのRedの波長は647nm、Greenの波長は567nm。それほどの波長違いはない？けど、LSM-～のほうは波長違うかもしんないあと、1588ASRGはアノードコモン。

赤レーザーと緑LEDを光源としたときの反応。

オシロで見てみると光源の緑LEDに490Ωくらいをつけた状態で受光側緑LEDは1.5Vくらいでて飽和。ただし、受光側赤LEDの方も同じくらい反応する。次に赤レーザー当ててみると、受光側緑LEDは反応しないから良いけど、赤LEDの方も反応しない。以前調べたYSM-1288CR3G2Cでも赤レーザーは反応しなかった。高輝度赤LEDにした方が良い？

↑

130109 ボンドを乗せて穴開きゴムを被せると受光側緑LEDがすごい見にくい＆緑LED光源に反応しない†

ボンド乗せ後の緑LED光源は結構値が出やすいのに対して黒い穴開きゴムを被せると途端に値が下がる。他の色とか素材では試してないので何とも言えない。あと、この状態で受光側の緑LEDを光らせてみたら全然光ってるか分からないくらいに拡散（？）してしまってる。

1mmのゴム板を乗せようとしたとき、ゴムが薄過ぎてペラペラなため上から圧力かけにくい。また、ボンドを敷く方も薄くしてはみ出す量を減らす必要があるが、ボンドを薄くすると固まるのが早くなってやりにくい。ゴムを置いてから穴にボンドを入れる形にしてみたが、ゴムが基板にくっついていないのと置く量を少量にしないといけないためこれもやりにくい。入れる形のときはガンタイプのがやりやすいかも。

↑

130108 ゴムを上に乗せたい†

前回の白濁ボンドを乗せ、ボンドが固まらないうちに2mmのゴムに3mm穴を開けたものを乗せた。

拡散性が上がり、260Ωをつけた緑LEDを当てても値が全然出なくなってしまった（赤レーザーは値がちゃんと出る）。しかし、ゴム板を乗せた際に穴からはみ出したボンドを触ると指紋が残ったりして表面が凸凹になってしまうことが原因と思われる。もしくは2mmのゴムというのが厚すぎるのか。

と思ってボンドを一旦ヒーターで温めて若干溶かした後、穴部分に緑のLEDを押し付けてボンドをなるべく薄くした。そうすると若干表面が凸凹してしまうが押し付けて光らせると値がなんとか出るようだ。

前回の盛ったボンドも2mmくらい厚さがあるように思えるが何故だろう。黒いゴムだからかな。それにしたって全く出なくなるのはどうしてだろう。

1mmゴム板でも試したい。

少しだけヒーターを当てると表面が溶けて綺麗になるのでこれを利用したい。

↑

130107 ホットボンド混ぜた†

透明のボンド棒半分＋白色のボンド棒1/16を混ぜて乗せた。汚い乗せ方になってしまった。綺麗に乗せる技術が欲しい

拡散具合は「ないよりかだいぶマシ」なレベル。オシロスコープで見てみると前回の260Ωのままだと緑LEDでの反応がイマイチで250mVくらいしか出てない。赤レーザーでの反応は500mVくらい。ADCの値も一応見てみたが、列の反応は赤レーザーでは一応判別出来、緑では少し芳しくないかも、という値。緑LEDの抵抗を少し下げれば値は上がるだろうが、このとき受光側の赤LEDが反応してしまうかもしれないラインにあるので微調整が必要そう。また、どこかのLEDがついた状態だと高めの値が出てしまうのでこれも含めた微調整は困難かもしれない。

もうちょっとボンドの白成分下げた方が良いかもしれないが、拡散したLEDの光を見ていると私見だがこれぐらいが良い気がする。基準がないので定められない。

↑

121221 ホットボンドを混ぜたい†

アクリルのパウダーの方がどうも高価らしく、量産にはコスパが悪いのでホットボンドの白色と半透明を混ぜてなんとかすることに

これにはハンダ槽を使用、これの中で混ぜれば便利。

一度半透明のだけを乗せてみたがやはりどうも拡散効果がない。白色を少し混ぜて乗せるとどうやら少しだけ拡散する

ADCの値を見てみると、緑LEDに260Ωをつけた状態で60くらい出るのであとは微調整か。写真に撮ってみたけど撮れた画像がどうも混ざって見えるので効果がよくわからないことに。あとでまたアップしておこう

白色を多くして薄くした方が反応が良いように見える（推測）。白色だけでは不透明になってしまって光が見えないがこれから白色を少しずつ足してよい感じに拡散する状態を見つけよう。

↑

121220 緑LED（25000mcd@50mA）について†

オシロで観測してて、緑LED当てて電圧飽和→赤レーザーで無反応　のものでArduinoにつなげてADCの値見たら赤レーザーで緑LEDと同じくらいの値が出ちゃってるという事件に見舞われたのでそのまま値見て抵抗決め

緑LEDの方は列によるけど、列内で40くらいの値が出ちゃうみたいなので少なくとも当てた箇所が50くらい出てくれないといけない

赤レーザーを当てたときも40くらいの値が緑LEDに出てしまうのでやっぱり50くらい欲しい

ということで反応の悪い（値が低い）列の端っこに光源を当てて抵抗を下げていくと、ギリギリ50くらいが出るくらいの抵抗は250～280Ωくらい

OSPG3131P(パッケージに書いてあるIfとかVfと検索して出てきたデータシートのIfとかVfが違う)はVfがTyp.で3.3Vとかみたいなので3.3/260で12.7mA、13mA？　実際はLEDの両端＝2.75Vだった。10.6mAくらい。けどこの時の光度はわからない。とりあえず前に比べるとまぶしくない。

↑

121217 拡散させたいテスト†

色々乗せてみた。

下に並んでいるものは右端以外はホットボンド（半透明）、左から厚めに乗せた、厚めに乗せて混ぜた、薄めに乗せて混ぜた、となっている。若干の拡散性を得ているが赤と緑が混ざりきっておらず不完全。また、ホットボンドは綺麗に乗せるのは難しい。

下の右端は木工用ボンド。薄めに乗せたにも関わらずなかなかの拡散性。しかし完全に固まるのに一晩かかる＋厚めに乗せても重力で潰れてから固まる（これは仕切りなどでカバー出来る？）。これも混ざりきっていないので不完全。綺麗に乗せるの難しい

ラベルPGの横辺りのやつとその上の3つくらいのには一応A,Bを混ぜて使うエポキシ（臭い）を乗せてある。完全に透明、3日置いてあるけどまだ固まってない、臭い。

ちなみに緑LED、赤レーザを当ててみた結果反応してたので使用可能ではある。今のところ一番使い勝手がいいのは早く固まってくれるホットボンド

アクリル試すしかないのか…。そのためには仕切り的なのを考える必要あり？またゴムに穴開ければいいんだろうか。アクリルについて調べること

↑

121212 マトリクスLEDを切って見た†

正しくは横のカバーをニッパーで切って外して、1個目のLEDまでヤスリで削った。半透明の樹脂のようなもので埋められている。また、LEDが底にある壷のような形になっている。これで均等に拡散するようになる？また、LEDへの光も集まるような形がコレってことだろうか。この部分を自作するのは、手作業では無理そうだ…

透明なホットボンド、普通に乗せるだけだと透明なままで、少し撹拌させると半透明っぽくなる。うーむ

↑

121206 LEDの電流制限用抵抗についての注意†

Vf（ダイオードの電圧降下）が与える電圧と同じ（Vf＝3.3V（Typ.）で3.3Vを与える）場合、電流制限用抵抗をつけなくていいということはなく、10Ωでもつけておくべきである。

理由：熱暴走を起こす可能性がある。電流が流れすぎると熱が発生するが、半導体は温度が上がると電流が流れやすくなるため正帰還がかかりだんだん熱が上がって行く可能性がある。

あと定電流ダイオードは定電流じゃないらしい

↑

120823 OS XでArduinoのライブラリを入れる†

パッケージの右クリ？からパッケージの内容を表示。

↑

120515 Phenitec:LVSの手順†

LVSしたい回路のlayoutとschematicを作る
schematicの方はショートカットPでinputとoutputの端子で名前をつける
layoutの方はショートカットLでvddや端子名をそれぞれのレイヤにあわせてつける
layoutの方でTools->Create Pins From LabelsでDefine WithをTextにしてつけた端子名があるか確認してOK
Verify->ExtractからRules FileにPDK～/data/cadence/common/rule/PTS～EXTのルールファイルを指定してOK
Rule Libraryはチェックしない
Verify->LVSからschematicとExtractで生成したextractedを指定してRule Fileは先ほどと同じようにPTS～LVSのルールファイルを指定
Runでmatchかun-matchか出てくる。内容はOutputで出てくる出てくる

追記
LVS起動時にArtist LVS From Contents Differentが出てきたらRun Directory ContentsにチェックしOK
LayoutからLVSが１回目以降Run Directoryがなんたらとか出てきたらとりあえずschematicとかも一緒に開いてみる。

↑

120423 使うプロジェクタについて†

　小さいプロジェクタをいくつか使って…という案があったが、低解像度というところでなら今までのプロジェクタ（LVP-HC3800）でいいんじゃないかということでとりあえず今までのやつでやることに。小さいプロジェクタはレンズ外してない状態で一時放置