「非常用?」IC

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。)
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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。)
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。
結果は、動画
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。
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。
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。