ＬＥＤの電子工作

2006/06/25 秋葉原で見た光るバッジ

↓↓↓↓既製品


秋葉原でこんなのを見つけました。
秋葉原のラジオデパートの入り口のお店でゲット。
古いバージョン（安全ピン無し）は、４割引の３１５円だって。
感じの良いお髭の叔父さんも新しいのが出たので赤字だけどシャーナイだって。
古く安いのが欲しい人は、ラジデにいそげ！
 


↓↓↓↓既製品


!---観察---!
自分でも作らねばならないですね。
表に１０個の赤ＬＥＤ。裏は、3[V]ボタン電池x2で6[V]で動いています。
部品は、一箇所7[mm]くらいのモールドされている箇所があります･･･。
(壊すのは勿体無い)
凹み部分から外を回って下へ順番に点灯。
左右対称位置のＬＥＤは同時に点灯してます。
 





!---解析１---!
(1)同時につくＬＥＤは、並列に繋がって
いるでしょう。
Vfが同じぐらいならOKでしょう。
という事で、並列な物は、
ＬＥＤは６組。１組を１個のＬＥＤに
相当すると考えれば、６個のＬＥＤと見な
せます。２倍の電流を流す抵抗にすれば
同じ輝度になるはず。
 



!---解析２---!
(2)６個のＬＥＤの点灯といえば、ＦＥＮＧ３氏（私にとっては神！）が、
先の世界最小マイコンPIC10F206で、面白い物を作っておられる。
IO３つで、３ステート(オン・オフ・入力)の組み合わせると
６個のＬＥＤの内１個が付くという物。
OH!透明なんというコストダウン。PICを使えば、
クロック部品もタイマ部品もいらないし、SOTなら実装面積も
オ・ト・クだね。

＜参考URL＞PIC10F206を使ったナイトライダー
 


参考：ＬＥＤ点灯条件
ＬＥＤは、順方向の電圧がかかると、電流が流れて、光ります。

アノード
カソード
点灯
備考
ＯＮ
ＯＮ
×
同電位。
ＯＮ
ＯＦＦ
〇
順方向
ＯＮ
入力
×
ハイ・インピーダンス
ＯＦＦ
ＯＮ
×
逆方向（定格には注意）
ＯＦＦ
ＯＦＦ
×
同電位。
ＯＦＦ
入力
×
ハイ・インピーダンス
入力
ＯＮ
×
ハイ・インピーダンス
入力
ＯＦＦ
×
ハイ・インピーダンス
入力
入力
×
ハイ・インピーダンス




!---解析３---!
LEDといえば、制限抵抗の計算は避けて通れません。
PICmicroの図で、D1〜D4をLED２個の組、D5・D6をLED１個の組にして
2個の組は1個の組の２倍の電流が流れる事を条件に入れると、
R1=R3、R2=0となり、なんと、抵抗が３つから２つに減ります。
(詳細は下の枠)
このコストダウンには驚きました。

 

　　　　
各LEDの制限抵抗は、アノード側とカソード側に
付いている抵抗値の和です。

D1〜D6の各LEDがONの時に流れる電流を各々I1〜I6とします。
各LEDがON時の電圧は等しく、Vとします。

オームの法則より
I1=V/(R2+R1)  ---(a)
I2=V/(R3+R2)  ---(b)
I3=V/(R1+R2)
I4=V/(R2+R3)
I5=V/(R3+R1)  ---(c)
I6=V/(R1+R3)

∴ I1=I3、I2=I4、I5=I6

解析１で６組のうち４組はLED２個で、２組はLED1個です。
どれでも同じですがら、ここでは、D5とD6をLED1個の組とします。

I1=I2=I3=I4、I5=I6となります。

(a)と(b)より
V/(R2+R1)=V/(R3+R2)
R1=R3 ---(f)

LED２個の組は、LED１個の組の2倍の電流を流しますので
I1=2*I5
(a)と(c)より
V/(R2+R1)=2*V/(R3+R1)
R3+R1=2(R2+R1)
(f)より
2*R3=2*R2+2*R3
0=2*R2
R2=0





!---回路図---!

一番時間のかかった回路図です。
 



基板オモテ
橙 LED(Vf=2.0[V])には、68[Ω]を付けています。
回路図ではうまくかけませんでしたが、PICはハートのほぼ中心にいます。

今回、PIC12F509が残っていたので使いました。
板の半分から上は、未使用です。そのうちカットします。

 



基板ウラ
なるだけ効率よく配線しています。
 




完成１
LEDだけでは、ハートと分かりにくいので、幅５センチの透明クラフトテープに
マジックでハートを書いて、軽く貼り付けています。裏側の絶縁もかねています。

 



完成２
順番に点灯しています。上と下二つ見えますが、順番に点灯しています。
電池は単３ｘ２コ。
 



動画：


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