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| LED点滅回路 Ⅰ |
今日のメニューは「100％発振する点滅回路」です。 100％というのは理論上での話・・・製作上の失敗はあるかも。 こちらがLED1個を単純に点滅させる回路です。  回路図・写真等の画像の転写は禁止です。（1/24図） 【回路定数】 ●IC：74HC14 ●C1：積層コン50V/0.1μF ●C2：電解コン25V/22μF ●R1：1/4W3ｋΩ ●R2：1/4W240Ω（赤LED）、150Ω（白、青LED） ●VR：半固定100kΩ 使用したICは（74HC14)という汎用のデジタルICです。ロジックICともいう。 汎用ロジックICにはいろんな種類のものがある。これはシュミット・インバータといってパルスの形状を成形したりする場合に使用されます。 インバータとは反転するという意味です。ICの①ピンがH（ON）になると②ピンがL（OFF）に反転する。つまりシーソーのような構造になっている。 上の回路のようにするとICは①H→②L→①L→②H・・・・というようにそれを繰り返すことで発振するようになる。 このICは同じものが6回路入っている。①－②、③－④、⑤－⑥、⑨－⑧、⑪－⑩、⑬－⑫と6組ペアになっている。 つづく・・・。 次は応用編です。題して「赤LED5個同時点滅回路」です。 赤色LEDを5個点滅するには電源電圧が12V以上必要です。 回路は1/24図とほとんど同じです。IC出力を４パラ（並列）に変更しています。  回路図・写真等の画像の転写は禁止です。（1/26図） 1/24図はICに74HC14を使用しましたが電源をDC12Vにするので74HC14と同じファミリ（シュミット・インバータ）である4584に変更します。内部構造は同じなのでICの差し替えだけでできます。4000、4500タイプは18Vまで使用できますが出力電流は小さいので出力を４パラにしています。電圧が低いほど出力電流は小さくなるので注意。 【変更部品】DC12Vの場合 ●IC:4584 ●R2:1/4W150Ω（1.9V赤色LED×5個）  【CMOSファミリ】 ●4584：3～18V ●74HC14：2～6V ●74AC14：2～5.5V（高出力） つづく・・・・。 点滅回路その3・・・「出力トランジスタ付き点滅回路」 1/26図よりもさらに多くのLEDを同時点滅させる回路です。 ICだけの出力には限界があります。出力を大きくするには出力用トランジスタが必要になります。 ここでは簡単にできるように抵抗内臓型のデジトラを追加した回路例を紹介します。ICの出力電流は1つで足りるので⑥からデジトラのベースに接続しています。残った入力端子はGNDに接続しておきます。  回路図・写真等の画像の転写は禁止です。（1/27図） 【変更追加部品】 ●IC:4584 ●デジトラ：DTA114TSA（最大100mA） ●R2:1/4W130Ω×4個（赤色などLED1.9V/20mA×20個） まだまだつづきます・・・。（休憩は入りますが） 点滅回路その4・・・「出力トランジスタ付き交互点滅回路」 前回の出力トランジスタ付き点滅回路に少し改良を加えて多くのLEDを交互点滅させる回路にします。 ICの④ピンから出力を2つに分岐して1つは前回のまま、もう1つを⑬に入力して⑪-⑩でさらに反転させます。これで⑥出力と逆相になります。 ⑩出力はもう1つ抵抗内臓型のデジトラを追加してそこに接続します。残った入力端子はGNDに接続しておきます。 LEDは各デジトラに20mA×4列ぐらいまで接続できます。 片chだけしか電流が流れないのでR2を共有して2本にしてもいいです。  回路図・写真等の画像の転写は禁止です。（2/2図） 【追加部品】 ●デジトラ：DTA114TSA（最大100mA） ICのピン番号 ①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭←これって文字化けしてますか？ ⑭＝電源+ ⑦＝GND（0V） さらにつづく・・・。 点滅回路その5・・・「200個のLEDを点滅させる回路」 前回までは出力にトランジスタをつけて電流を増幅していましたが今回はこのトランジスタをMOS FETに替えてより多くのLEDを点滅させる回路にします。（20mA×40列＝0.8A） 大きな電流をドライブする場合、バイポーラトランジスタでは大きなベース電流が必要になり、ICの出力電流では足らなくなります。このような場合簡単にスイッチするにはMOS FETがいいかと思います。MOS FETは電圧制御で2次側の大きな電流を開いたり閉じたりできます。ゲートと2次側ソース、ドレインとはコンデンサで繋がっている構造なので入力電流は極僅かですみます。 回路は1/27図を使用してデジトラの代わりにMOS FETにします。FETにした場合にはR3のゲート抵抗が必要になります。ゲート抵抗が必要な理由はこちらのサイト（NEC)を参考にしてみるといいと思います。 ゲート抵抗は数十Ω～1ｋΩぐらいが適切です。点滅の場合はスイッチング速度は超低速なのであまり影響はありません。200～300Ωぐらいでいいでしょう。 注意：スイッチング速度が高速になるほどR3の抵抗値はシビアになってきます。抵抗値が小さすぎると発振し、大きすぎるとパルス波形がなまる。（応答速度が遅くなる）また、電荷の吐き出し用の抵抗も必要になります。実際には波形をオシロで測定したりして抵抗値を決めます。  回路図・写真等の画像の転写は禁止です。（2/4図） 【追加部品】 ●FET：2SK2231、2SK2232など さらにつづく・・・。 点滅回路その6・・・「入出力のGNDを共通にした点滅回路」 もうそろそろ点滅回路は飽きてきたかも・・・。 前回まではNPN型トランジスタやN型MOSFETを使用してLEDのマイナス側をスイッチしていましたが、これをP型MOSFETに替えてLEDのプラス側でスイッチするようにします。この方法にすると入出力のGNDの共有化をはかることができます。負荷は前回と同じように200個のLEDを点滅させる回路です。（20mA×40列＝0.8A） 回路は2/4図を使用してN型MOSFET（2SK2231）をP型MOSFET（2SJ377、2SJ438）にします。R3のゲート抵抗は同じでいいです。2SK2231と2SJ377とでは内部の構造が対称になっています。規格はほぼ同じです。このように対称ペアでほぼ同規格になっている素子のことをコンプリと呼んでいます。 2SJ377と2SJ438は同じ規格でパッケージ（外形）だけが異なります。 出力をP型に替えたのでON/OFFは逆相になります。下図の配線の場合はOFFスタートになります。ONスタートにしたい場合は④ピンからゲートへ接続してください。  回路図・写真等の画像の転写は禁止です。（2/7図） 【追加部品】 ●FET：2SJ377、2SK438など GNDって何？---- GNDはグランドの略で電圧の基準（0V）になるところをいう。上記の場合は電源DC12Vのマイナス側（0V）を基準にしてあります。GNDはあくまでも基準電位なのでマイナス側にあるとは限りません。例えばアナログ増幅器などの場合は正負（±）電源を使用したりします。この時の電源電圧は（+V）-（0V）-（-V)という構成になりGNDは電源電圧の中心になったりします。その他プラス側電位をGNDにする場合もあります。 さらにつづく・・・。
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