今回は、照度計用のフォトダイオードと抵抗を使った照度計を製作してみました。正確な照度計をお借りして、並べて比較計測してみました（右上の写真）。

使用した可視光用のフォトダイオードはシャープ製のBS520で、秋月電子の照度計キットから流用しました（右中の写真）。可視光フォトダイオードは表面を良く見ると青っぽい赤外線カットフィルターが装着されていることが分かります。裸のフォトダイオードは赤外線に感度がありますから暗くても赤外線が出ていると光強度が大きく出てしまいます。この照度計キットは2800円と少々お高いのですが、こだわった理由があります。秋月電子のカタログによると、他のタイプの照度センサーが百円程度で売られていますが、データシートを見るとこれらのタイプでは非常に明るい直射日光の照度を測ることは難しそうです。つまり、直射日光が夏と冬でどの位明るさが変動するのかを測るにはシャープ製のBS520か同等品が必要になります。

照度を測る原理も熱電対温度計測と同じ位に明快です。フォトダイオードの出力電流は光強度に比例する、ということです。つまり、フォトダイオードと適当な抵抗を繋いで閉ループ回路（右下の写真；下の補足参照）にすると、この回路に流れる電流は光強度に比例します。従って、抵抗の両端の電圧降下

E = i x R

は光の強度に比例します。そこで、この抵抗の両端を以前の自作のデジタル温度計、ｐHメーター、心電計に入力すれば直ぐに測れるということです。BS520のデーターシートによると100ルクスの光で0.55μAの電流が流れるようです。抵抗が10kΩで電圧増幅が2倍ならばmV値を10倍すると大体ルクス値になります（右上の写真）。製品センサー間のバラツキは不明なので正確な照度計で校正するしかありません。電圧増幅2倍のときには右上の写真のように電圧の数値は10%程度小さく誤差が出ました。右上の写真中の黒く太いケーブルがセンサー上に被って妨げているかも知れません。撮影に使用したデジカメが陰になっているかも知れません。正確な照度計でもセンサー部分（白いドーム）の置き方次第で10%程度のバラツキが出ます。この位のバラツキは仕方ないのかも知れません。

実用上、抵抗が10kΩでおよそ数ルクス（1mV以下）から1万ルクス（1000mV）まで測れます。抵抗の値が1kΩならば（右下の写真；10kΩと1.1kΩの並列で代用）、電圧増幅2倍でmV値を100倍するとルクス値になります。この場合、数10ルクスから直射日光の強度である10万ルクス前後まで正確な照度計とほぼ同じ値になることが分かりました。もっと暗いところの微弱な明るさを測定する場合には、もっと大きな抵抗（1MΩ～1GΩ）を使えば良さそうです。光強度の高速応答を測る場合には、更に別な回路（高速オペアンプを使ったI-V変換回路）を使うようです。

補足：フォトダイオードを乗せている8ピンのソケットの左右の足は裏で縦4本が連結されていますので抵抗とフォトダイオードは閉ループ回路になっています。この左右のピン間の電圧降下を測っています。右上の写真の10kΩの抵抗は裏に隠れています。