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2007年11月 アーカイブ

2007年11月 7日

「非常用?」IC

um77t.jpg


無線が趣味の方なら、このICの重要さがわかるのではないでしょうか?
もちろん、このICの出番はないほうが良いのですが、もしなにかあった場合は、アイデア次第で役立つかもしれません。
ICの動作はこんな感じです。応用回路はエレキジャックで紹介予定です。お楽しみに。
(このICの動作の様子は下をクリックしてください。)

【クリック】回路の動作の様子

2007年11月19日

555で遊んでみる(1)

cds.jpg

 EJ4号では、ICの555を使ったDuty1:1(つまり点灯:消灯の比率が1:1)で、周期を可変できる点滅回路を紹介しました。
 このIC555の回路を応用して遊んでみましょう。

 今日紹介するのは、光センサを使って、周囲が明るい時には動作を止めていて、暗くなるとピカピカと点滅する回路です。

 EJ4号で紹介した回路では使用していませんが(電池+側に接続しています)、555の4番ピンはリセット端子です。EJ4号の回路では4番ピンが電池+に接続してあればICは動作し、電池-側に接続すれば、ICの動作はリセットされ、そのまま-側にしておけば、ICの動作は停止します。
 今回使用したC-MOS版の555、LMC555の仕様書を見ると、リセットがかかる電圧は0.4V(min)です。

 これは、4番ピンの電圧を0.4V以下にすればICが停止する事ですので、明るい時にだけLEDが点滅し暗くなると消灯するためには、明るくなるとLMC555の4番ピンが0.4V以下になるように、何らかの回路を付け足せば良いわけです。

 光センサとしての素子にもいろいろとありますが、ここではCdSと言う素子を使用してみます。
 CdSは、写真のような外観をしていて、光によって抵抗値が変化します。明るい時には抵抗値が小さく、暗くなると大きな抵抗値になります。

 手持ちの、直径5mm程の小型のものをテスタでチェックしてみると、明るい時には数KΩ、暗いところでは1MΩ以上の抵抗値を示しました。と言う事は……電源電圧を100kΩ程度の抵抗とCdSで分圧して4番ピンに加えれば、明るい時には4番ピンの電圧は0.4V以下になってICの動作は停止し、暗くなると電源電圧近くになってICは動作を開始してLEDが点滅する回路とできそうです。

 早速、回路図のように組んで実験してみました。EJ4号の回路に抵抗1本とCdSを追加するだけですから、簡単です。



回路図、クリックすると拡大します

 結果は、動画

555-1.wmvを見てみてください。

 暗くなると点滅を始めるのが確認できました。CdSと一口に言っても、大きさもさまざまならば、抵抗値もさまざまです。100kΩは入手したCdSに合わせて、調整してください。
 例えば、明るい時には数100Ω、暗いところで100kΩ程のCdSならば、100kΩの代わりに10kΩを使用してみてください。

 回路を組む時には、LEDからの光がCdSに入らないように、配置や向きを工夫してください。
 LEDの光がCdSに入ってしまうと、当然ではありますが、動作が不安定になってしまいます。気が付いてしまえば、当然の事なのですが、実験に夢中になると気が付かずに悩んでしまう事となります。実は私も実体験済(:p

2007年11月20日

555で遊んでみる(2) 
点滅時間の比率を変化させる

 EJ No.4の周期を変えられるLED点滅回路を作ってみよう!(p.19~)で紹介した回路の点滅のDuty比は、1:1(つまり点灯:消灯の比率が1:1)の固定でした。
 そこで、この回路の一部を変更して、点滅の周期は変えずにDuty比を可変できるようにしてみます。


回路図はここをクリックしてください

EJ4号の回路に、ダイオード二つを追加しています。

 LEDの点滅周期は電解コンデンサと半固定抵抗(と10kΩ)により決まりますが、この回路では、電解コンデンサの充電と放電は逆向きの二つのダイオードを通して別々の抵抗値で行われます。

 半固定抵抗を回して充電時間を短くすれば、放電側は長くなり、充電側を長くすれば放電側は短くなります。
 ICの出力は、充電時にはH(つまりLED点灯)、放電時にはL(LED消灯)なので、半固定抵抗を回すと、LEDの点灯:消灯の比率を変化させることができます。

 動作のようすをクリックしてみて見てください。
 LEDの電流を制限する抵抗は220Ωから1kΩに変更しました。

 220Ωでは、ICの出力電圧がLEDの点滅にしたがって変化してしまい、ダイオードの影響もあってうまく動作しませんでした。ダイオードを1S2076Aから小信号用のショットキー・バリア・ダイオードやゲルマニウム・ダイオードに替えればだいぶ良くなると思いますが、ちょっともったいないかもしれません。

 点灯時間と消灯時間を個別に調整するには、

こちらの回路図
のように半固定抵抗をもう一つ追加します。

2007年11月30日

555で遊んでみる(3)
複数のLEDを同時点滅させるには

もっと電流を流せるようにして沢山のLEDを同時に点滅するには、


回路図をクリックしてください
のようにします。

トランジスタを追加しています。電源電圧が3VではLEDは1列毎に1個ですが、電源電圧を高くしてLEDを直列に接続すれば、さらにたくさんのLEDを点滅できます。

こんな用途には、動作電圧の範囲が広く12Vでも使用できるタイマ用ICの555は重宝します。

※ここで注意!※
LMC555の電源電圧の絶対最大定格(超えてはイケナイ値)は15Vです。

ACアダプタなどでは、例えば12V出力という表記があっても、条件によっては15V以上の電圧が出てくる物があります。注意してください。

また、バッテリの充電用のものでは、「DC12V出力」と表記されていても、平滑回路がなく、商用周波数のリップルがそのまま出ているものもあります。

電池以外の電源で使用する場合、注意しないとICが壊れてしまったり、不安定な動作に悩まされたりする事があります。

豆電球を点滅したい場合など、もう一つトランジスタを追加します。


回路図をクリックしてください

10μFの電解コンデンサを0.01μFのマイラ・コンデンサ(あるいはセラミック・コンデンサ)に変更すると、

■明るさを変えてみるようすムービー■(←クリックしてください)
の様に、小さな半固定抵抗でも豆電球の明るさをスムースに変えられます。

簡単なPWM調光ですネ。
あまり実用性はないかもしれませんが、豆電球を模型用のモータに換えれば、半固定抵抗で回転速度が変化します。
モータを使う場合、逆起電力でトランジスタなどが壊れてしまわないよう、保護用にダイオード(S5277Bや10E-1等)をモータと並列に接続してください。

ダイオードの極性は電池+側にカソード、トランジスタのコレクタ側がアノードです。

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