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電子工作LEDイルミネーション作成への理論

電子工作でLEDイルミネーションを作成するための理論を紹介します。

 

電子工作でLEDイルミネーションを作成したい!

今回は時間に応じてLEDが点滅するようなイルミネーションを作りたいという方向けです。

イルミネーション1から作るのが不安という方や電子工作が苦手だなと思う方は、既存の電子工作LEDキットで練習してから作るというのもオススメです。

自分も最初この手のLEDキットをたくさん作りました。

この電子工作でとくに面白かったのは、LED時計ですね。

イルミネーションとは関係ありませんが、楽しく電子工作ができます。

(簡単に作れるので徐々にレベルを上げてくと上達します。)

 

 

必要なもの

抵抗×6 (抵抗値は回路図参照)

2SC1815トランジスタ×3

電解コンデンサ×3

LED×3

はんだ、はんだごて

ニッパー

単三電池×2個

ユニバーサル基盤

*LEDを3つ使ったイルミネーションを作る場合の数です。

 

あとは各自必要なものをそろえましょう。

ex)ユニバーサル基盤が大きすぎるならカッターで切るならカッターとが必要

 

LEDイルミネーションの回路図

電子工作でLEDイルミネーションをつくる準備として

LEDイルミネーション用の回路を見てみましょう。

 

イルミネーション用の回路では、トランジスタの基本的な性質を使った回路となっています。

C1、R1、R2、NPN1、LED1をひとつのスパンとして見てください。

 

このスパンを3つ用意すれば3つのLEDイルミネーションが可能となり

5つ、6つ用意すればそれだけのLEDイルミネーションを作成できます。

 

簡潔に理論を話すとしたら、トランジスタの増幅作用とコンデンサを使うことで

電圧が加わる時間を調整している といったところでしょう。

 

*今回LEDイルミネーション用回路で使用している  トランジスタの仕様書

2SC1815仕様書

 

トランジスタを使った発振回路も下記記事で紹介しています。

面白い電子工作-自動点滅LEDの作成-発振回路

 

LEDイルミネーション回路のシミュレーション

実際に上図のLEDイルミネーション用回路をシミュレーションして

どのくらいの間隔で点滅するかを調べていきます。

 

一つ目のLEDはV1

二つ目のLEDはV2

三つ目のLEDはV3

で、どれも1.8V~2.4V程度になると点灯します。

点滅波形1

この図からすべてのLEDが1s間隔で点滅していることがわかりますね。

6sほど点滅に時間がかかるのはLTSpiceのシミュレーション状の作用なので問題なしです。

ではここからLEDイルミネーションの点滅時間を任意に変えていきたいと思います。

 

LEDイルミネーションの点滅時間の選定

ただ同じ間隔で点滅するだけでは面白くないですよね?

なので抵抗値や電解コンデンサの値を変化させてLEDの点滅間隔がどうなるのか調べていきましょう。

点滅波形2

R1の抵抗値を2倍の20kΩにしました。

V1の波形の長さ(以下パルス幅)を見ると概ね2sとなっていますね。

R1を大きくするとLED1だけを長く点灯させることができるとわかりましたね。

今度は電解コンデンサの値を大きくしましょう。

電解コンデンサは値が大きいほど、電気を充放電の性能が上がります。

なので電解コンデンサC3の値を2倍の400μFにしてシミュレーションしてみました。

点滅回路4

V3のパルス幅がV1とV2のパルス幅の概ね2倍になっていますね。

したがって、電解コンデンサを大きくしてもLEDの点灯時間が長くなることがわかりました。

 

イルミネーションのアイデア

LEDシミュレーションを通して得たアイデアを紹介します。

まず抵抗値を変化させることで各LEDの点灯時間を変えれます。

よってR1、R3、R5の抵抗を可変抵抗にすれば、はんだ付けしたあとでも

可変抵抗の抵抗値を変えるだけで容易にイルミネーションの点灯時間を調整できますね。

 

また、スイッチなどを使ってスイッチONのときは分流・分圧で電流・電圧を落とし

スイッチOFFのときは元の回路の状態にすることでイルミネーションに変化を加えることもできますね。

 

以上「電子工作LEDイルミネーション作成への理論」でした。

最後まで読んでいただきありがとうございます。

お疲れさまでした。

点滅回路
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