経緯
2015年くらいにRaspberry Piに強い光を当てるとクラッシュするという話があった。
カメラのフラッシュを当てると動作停止するデスフラッシュ現象が「Raspberry Pi 2」で発生
フラッシュでの撮影時に生じるデスフラッシュ現象についてRaspberry Piの公式が詳細を公開
Raspberry Piの件はその後解決したらしいが、
最近「ソーラーパネルに電圧を加えると光る」という内容の動画を見た。
Why all solar panels are secretly LEDs (and all LEDs are secretly solar panels)
逆にガラス封止されたダイオードに光を当てると電圧が発生するが、ADコンバーターの前段に入れるツェナーダイオードでも光に反応するかな？と思って実験した。
実験方法
手元にあったツェナーダイオードは3種(他にもあったが電圧が違った)
・05Z5.1
・RD5.1J
・5.1EB
これに懐中電灯の光を当ててテスタで電圧を測定する。
結果
05Z5.1
点灯前 0.3mV
点灯時 185mV
懐中電灯の他デスクライトでも影響があった。
RD5.1J
点灯前 ほぼ0mV
点灯時 0.1mV以下
5.1EB
点灯前 ほぼ0mV
点灯時 0.4mV前後
結論
・ツェナーダイオードは光の影響がある(可能性が高い)。
・ツェナーダイオードの種類によって発生する電圧は異なる
余談
ツェナーダイオードを熱収縮チューブで覆うと光の影響は回避できたが、極性が分からなくなるのが難点。
ADコンバーター周辺を遮光するか、マイコンボックスを開く時は注意する必要があるかも。
透明ケースや屋外運用は対策が必要だろう。
ADコンバーターの前段にツェナーダイオードを入れる状況の回路図(下図)
仕様は外部のセンサー等から4-20mAの信号を受け、シャント抵抗で0-4Vに変換してADコンバーターに入力する。
ADコンバーターのアナログ入力の絶対定格がVDD+0.3なので5.3V以下にする必要がある。