定電流回路を使ったLEDチェッカーを製作

3色のLEDを調光」みたいなことをやろうとする時、LEDが透明タイプ(点灯すると発色する)だと、机の上に何気なく一緒に置いてしまうと、もうどれがどの色だか分からなくなってしまいます。

以前、簡易LEDチェッカーみたいなのをブレッドボードで作ったのですが、まあ何と言いますか、使い勝手が悪いというか、結局作ってから1度も使うことなく引き出しの奥に忘れ去られて。

LEDチェッカー
側面に色々と書いてありますが、もう使い方も思い出せません。

もう少しスッキリとした使いやすいLEDチェッカーの自作にもう一度挑戦してみようかな。

トランジスタ2石の定電流回路を使って

作例を色々と調べていくと、どうやらトランジスタを2個使った定電流回路を作り、その回路の中にLEDを組み込めば、それなりに使いやすいLEDチェッカーが作れそうです。

早速、ネットの情報を頼りに回路図を描いてみました。回路自体は定番中の定番のようで、使われているトランジスタは、これまた定番の2SC1815。

が、手持ちがたくさんあるS8050を使ってみよう。トランジスタのVbe(ベース-エミッタ間電圧)は、流れる電流に(流れてさえいれば)関係なくほぼ一定値(Vbe=0.6~0.7V)になるらしい。

なので、「定電流回路」になるってことのようです。

定電流回路
この回路図は、ブレッドボードを使った実体配線図を描くFritzing、ユニバーサル基板を使った実体配線図を描くPasSに続いて、3つ目のソフト「水魚堂の回路図エディタ BSch3V」を使って描いたものです。

このソフトも直感的に使えてとても便利。ただ、部品をリストから持ってくるのが少し面倒だけど。

取り敢えずブレッドボード上に組み上げて回路の確認

ところでトランジスタのVbeはほぼ一定値と言われても、S8050の実際のVbeが何ボルトになるのかは分かりません(確信がありません)。

なので、取り敢えず回路を組んで、動くことを確認しながらVbeも実際に測ってみようと思います。で、ブレッドボード上に組み上げることを想定して、PasSで描いた実体配線図。

定電流回路+LED(ブレッドボード)

抵抗は75Ωを並列に並べ、75Ωと37.5Ωの2つの抵抗値が出せるようにタクトSWで結線。LEDも取り敢えず2つ並列で接続できるようにしてみようと思います。

で、これを実際にブレッドボード上に組んだのがこちら。想像以上にゴチャゴチャに。

定電流回路+LED(現物)

電源を入れてみたら、問題なく作動しました。で、Vbeをテスターで測定してみると、回路図に書いたように0.685Vでした。なるほど、キチンと0.6~0.7Vの中に入ってますね。

これで回路に流れる電流を計算すると、抵抗1本(75Ω)で約9mAで、抵抗を2本並列にすると倍の18mAとなります。LEDが1個の時は、これがそのままLEDに流れることに。

完成品はブレッドボードパターンのユニバーサル基板を使って

結構イイ感じに作れそうな手応えを得ましたので、もう少し整理し、(ミニ)ブレッドボードパターンのユニバーサル基板上に配置するための実体配線図を再び作画。

定電流回路のLEDチェッカー
スペース的に「抵抗+SW」が5セットで限界。LEDも5個くらい同時点灯出来ればいいか。

抵抗は、75Ω、47Ω、22Ωの3種類、5本で、(SW同時押しも含め)5種類の電流に対応。
  • 75Ω     → 9mA
  • 47Ω     → 14.5mA
  • 75Ω+75Ω → 18mA
  • 22Ω     → 31mA
  • 22Ω+22Ω → 62mA 
31mA、62mAは、LEDを並列に複数個並べた時用。LEDを5個並列で62mA流せば、1個のLEDには12.4mAの電流が流れることになります。

これをブレッドボードパターンのユニバーサル基板上に組み上げたのがこちら。

ユニバーサル基板版完成

結局、LEDの挿し込み口は6個にしました。後は実体配線図通りに製作。でも、ブレッドボードパターンのユニバーサル基板への配線って、普通のユニバーサル基板の配線より10倍くらい楽。

こいつを、単四乾電池3本の電池ケースの裏側に取り付けて完成。

単四電池ケースと合体

今回のやつは十分活躍してくれそうな気がします。


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