アンドロイドは電飾羊の夢を見るか?
模型作るよ!電飾するよ!
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電飾使ってダイオラマを作ってみよう USBポート電源を使用してみる。 その2 3.3V/500mA安定化電源を作ってみる。
えーー相当間が空きましたね(汗

さて、そろそろ3.3V電源を作って行きたいと思います。

先日のブログで、5VのUSB電源使うのがいいよーんと書きました。

で、5Vの電源を直LEDに接続するのもありだと思います。
LEDには制限用の抵抗なり入れて計算してもらい5Vで使うのもありだと思います。

とはいえ、ブログのネタ用にはつまらない(即死)ので
家庭用電源=>USBで5V その後にLEDを照らすのに最適であろう3.3V電源を作ります。

で、回路図はってーと こちら!

circit.png

まぁざっくりとこんな感じ。
VCCのラインにある 矢印付の抵抗は何?答えはレギュレーター
(回路図の表示上、違うと言われればそーなんですけど、面倒なのでコレで)
今回のブログで説明する肝であるレギュレーターについて説明していきます。

レギューレーターってのは、 英語で書くと「regulator」
日本語訳では「調節装置」という意味になります。
得てして、電子回路の設計では「安定化電源」と言う意味で使われます。
どういうことかと言うと、例えば、入力電圧が3-12Vと範囲があっても
レギュレーターの出力は、1.8Vと一定だとか、電池など使用していて
電池がMAX4.5Vだけど電池がへたって来たら3Vになってしまうと
でも、レギュレーターを接続しておけば1.8Vを、安定して出力できる。。。。っと。
電池がへたって来たら、LEDの光の強さが変わるけどレギュレーターを通せば
安定してLEDの光の強さも変化は無いよと言ったものです。

よく自作PCとかで、電源電圧の設定で、1.8Vとか、1.85Vとかの設定があると思いますがコレですね。

ちといったんまとめます。

レギュレーターを使うメリットは
① 電池などを使用して入力電圧の変動があっても大丈夫。
② 得てしてレギュレーターには、過電流防止回路など入っており、出力がショートしても(少し)安心。
③ ①のように電圧変動を考えなくてよくなるので、回路設計がしやすくなる。


です。

と言うことで次回からレギュレーターの細部を説明していきます。

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電飾使ってダイオラマを作ってみよう その1 回路を考える。
そんなわけで、多分週1ペースでゆったり更新していきたいと思います(汗
前回、プロローグで書きましたが、電飾を使ったダイオラマを作っていきます。

プロット
前回のページにもアップしましたが、こちら。
WAVEのヘクサゴン型ハンガー
H・ハンガーオクタゴン (グレー) (ノンスケール プラスチックキット)H・ハンガーオクタゴン (グレー) (ノンスケール プラスチックキット)
(2012/12/20)
Wave

商品詳細を見る
とFireball、ブリッツワークスの女性宇宙飛行士から
レイアウトなどを考えるように適当に作り上げております。
ただ、まぁこんな感じで作成を続けていくかと思います。

で、こちらの電飾回路はどうなっているのでしょうか?
はい、バーン!
カイロ1
わかりにくいですが、LEDを赤4つ、青を1つつかって あとは抵抗をかまして
電源(単3、3本 1.5x3=4.5V)を接続 としております。
また、以前から言っていますが、こういったプロトタイプを作る際には
ブレッドボード(白い板)が、はんだ付けせずに回路を動作をさせることが
可能ですので、あるとえっれー便利です。
↓コレ。
写真 12-09-03 0 45 22_R


じゃぁ回路図はどうなの?ということで此方。
回路図
こんな感じです。 R1,R2の抵抗値が書いていませんが
多分R1=20Ω R2=20Ω であったかと思います(汗 パーツバラしちゃったの。。。
といってもさほど変わる訳でもなく。。。
なぜその値となったのでしょうか?

ここから計算です
赤のLEDの計算ですが
Vf=2.1Vとあります。これはLEDの特性で決まっているからこの値は固定化されます。
また、単3乾電池は、3本で 4.5V これも固定化されます。
抵抗に発生する電圧は 4.5V-2.1Vで2.4Vとなります。(その1)

で、20mAの電流を各々赤のLEDに流したいとして、LEDは赤が4つ つまり
20mAx4=80mAが必要となります。(その2)(*)

その1、その2より
2.4V(電池とLEDとの差分)と流れる電流値の合計 80mAより
V=IR(オームの法則
2.4÷80m(=0,08) = 30Ω となります。
つまり、抵抗値として 30Ωが計算上適切な値となります。

20Ωにしたのは単に抵抗がなかったからです。

ま、青も同様に計算を行っていきます。

ま、こういった計算を行っていきます。
簡単な計算なので、まずは、こういうところからトライしてみてください。


次のエントリーは多分寄り道して 使用している水性塗料 ファレフォについて書く予定です。


こんな部品もありまっせ。(磁石式スイッチ
えーすいません。中々更新できずに(汗

つ事で、仕事も微妙に落ち着いてきたので(つっても来週は資格試験だったりして。。。

さて、ちょっと面白い部品を紹介してみようかなーっと。

・磁力で、ラインのON/OFFのスイッチになるデバイス。

オムロンさんから出ているこちらのデバイス。

磁石を近づけると、スイッチがONになります。
磁石を離すと、スイッチがOFFになります。

どういうことかというと、、、
写真 12-08-13 23 16 11 (1)_R
写真中央、青色っぽい筒のような部品がソレです。
で、右にLEDがついています。

で、磁石を近づけると。。。。
写真 12-08-13 23 16 20 (1)_R
ペッカリコーン!っと光ります。
磁性体を検知して、内部のスイッチを動かしているようです。

で、少しぐらいのプラなら、スイッチはONに出来るようです。

つまり、
通常模型にスイッチを仕込もうとしたら、一旦中を開けて、スイッチを入れてという
めんどくさいルーチンを通らなければいけませんが、磁石があればスイッチを外付けに出来るという。
(まぁ磁石を仕込むパーツとの兼ね合いもありますが。。。

こんなパーツもあるという事で。。。
電子部品を扱うお店で100円くらいで売ってますので、お試しください。

ほな!!



LEDをつけるときの失敗事例と理由と対策 その3
時間が空いて申し訳ないです。
LEDが壊れる失敗事例その3です。

その1:過電圧による熱暴走
その2:ESD(electorostatic discharge)

とついでに
その3ラッシュ電流による破壊(2の派生ですが。。。


このラッシュ電流による破壊つーのを取り上げます。
ラッシュ電流って何?

理論計算ですが、例えば、1.5Vの電池があり、電池の+と-をくっつけたら
どうなるのでしょう?(※内部インピーダンス(内部抵抗値)を無視できる場合

答え:無限大の電流が流れる。
になります。
例えば、電池の間に1Ωの抵抗をつけたとしても
オームの法則で V=IR 1.5V=I*1 だとしたら 1.5Aの電流が流れます。
LEDを点燈させるための電流が、0.02(20m)A程度と考えれば、相当な電流量ですよね。
コレがLEDを破壊させるのです。
どういうことかと言うと、

電池=> LED と繋いだ場合、電池とLED間に抵抗が無ければ、瞬時に
電流が流れます。
たとえると、ダムの放水を、ちょろちょろ流すのではなく、ダム自身を破壊したら
一気に水が流れますよね。そういった状態です。

この際、LEDに対し、相当な負荷をかけてしまいますので、LEDが壊れる原因となります。
ただ、今までと同様にLEDの手前に抵抗を入れれば、回避できます。
抵抗で電流値が決まりますから、1.5V乾電池の先に100Ωの抵抗を入れれば
15mAとなりますから、これではLEDは壊れません。

つまり、今までと同様に
少しでも抵抗をLEDの手前につけましょう。

コレになるんです。前回、前々回同様。

抵抗があれば、ラッシュによる電流も軽減できます。
結局は抵抗入れるのが、楽ですしベストなのです。

後LEDが壊れる原因は、熱と逆ざしなのですが、まぁコレは既知かと思いますので割愛。

細かいネタ特集
いや、ちと色々聞かれたもので(^^;

その1
Q:LEDを2秒間隔で点滅させたいんだけど、
かつ、ゆっくりじわっと明るくしたいんだけどどのように回路を組めばいい?

A;
コレをお勧めします。
クロック+NMOSなどを使って回路を組んでもいいだろうし。
もしくは、点滅IC(ただ、ドライブがNMOSなので、LEDのアノード側にフィルターかましたり云々)
ってのも良いんだろうけど、めんどくさかったので(汗
まぁ、コレを買ってください、この図どおりに回路を作ってくださいってのもありなんだろうけど
それをやろうとすると遠隔だと難しいなぁ。って事で。

ただ、回答にあげたキットで問題ないかと思います、マジで。

Q:LEDの極性間違えたら壊れるの?
A:無残にも壊れるから極性には気をつけましょう。
これは、LEDの特性上しょーがないので。。。
ただ、抵抗などつけてると若干壊れずらくなります。

Q:LEDの明るさを、調整したいんだけど。。。
A:可変抵抗使いましょう。
例えばこんなのだと色々抵抗値を調整できますので、明るさを微妙にセッティングしたい場合は
可変抵抗を持っておくと便利です。

本日はこんな感じで~~



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