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アナログ湿度計を作りました (2012.06.01)

はじめに

このページをアナログエンジニア様(故・岡山努氏)に捧げます。
アナログエンジニア

パーツ屋さんの棚にTDK製の湿度センサ

5V電源で湿度0~100%が0~1Vで出力される親切設計。 面白そうなので1個買いました。 データシートを読みますと出力抵抗が200kΩもありますので、メーター直結ではせっかくのセンサ出力を正しく読み取れません。 そこでFET入力のオペアンプに入れて正確に読み取ることにしました。

回路図

解説

大したポイントはなくて、普通の三端子レギュレータで正負電源±6Vを作り、湿度出力をFET入力のオペアンプで受けてます。 パネルメーターで直読するために0~100表示を探すと100V、100mA、100μAが見つかりました。 100Vは勘弁(笑)、100mAは面倒、残った100μAを選択しました。<いいのかそんなので(笑)。 湿度が100%の時に湿度センサが1Vを出力しますのでこれを100μAに変換すると100%(本当はμA)に直読できます。 ボルテージフォロアで1Vを出力した際に100μA流れるとよさそうです。 出力側の抵抗は1V÷100μA=10kΩです。 手持ち部品の組み合わせで電圧・電流変換を正確に行いたいので10kΩを1.8kΩ+7.8kΩ+多回転半固定抵抗2kΩと直列して調整します。 多回転半固定抵抗はサーメットトリマと呼び、実際に使ったのは日本電産コパルのCT-9で、18回転もありました(今調べた)。 検索して知ったのですけれどサーメットトリマってのは調整回数を200回までで設計してるんだ。 言われてみりゃ工場で基板に付けて調整すると後は誰も触らないから200回で十分だ、納得。 サーメットトリマはブレッドボードに差して使えるけれど何回も調整しているとそのうち壊れそうなので覚悟しておこう。 知らなかったよー。

製作

ブレッドボードで仮組みしました。正負電源±6Vは以前の作り置きです。
ブレッドボードで仮組みした写真

心臓部の湿度センサ。これまでの高分子を使ったタイプと異なり経年劣化が少ないとTDKの弁。 湿度センサの写真 どうやって1Vを100μAに変換するか図解しました。①~⑥をご覧ください。
電圧電流変換を図解

湿度計のために購入したパーツは
  1. 湿度センサ
  2. パネルメーター(100μA)
  3. ゴムブッシング(電源コード出入口)
  4. 内部配線用ビニール電線
といった所。

完成

ケースは手持ちのLEAD PK-14。 センサを収めても空気が出入りするスリット付きタイプです(これを見て製作を決定しました)。
完成写真

動画

製作の報告なのか、動画のために製作してるのか(笑)。