獣医さんの電子工作とパソコン研究室
 
 31.定電流LEDチェッカー
 

  
何か製作する時にLEDを使う機会は本当に多いですね。自作する際、部品箱の中にあるLEDやジャンク基板から取ったLED、どれを使うか考えますよね。今までは可変定電圧電源で点灯して輝き具合や色を見ながらどれを使うか決め、流す電流もどれくらいにするのか計算値から抵抗を選び、カット&トライで決定していたのですが、ふと「LEDへ流す電流を見るチェッカーがあったら便利だな」と思い、製作してみました。


 1.回路 
 
 LEDチェッカーと言ってもOPアンプとトランジスタによる定電流回路です。流れる電流が可変できれば、使用する電圧でどの程度の電流制限抵抗を使用すればよいのかすぐに計算できますし、最近の高輝度LEDを使用する場合に明るすぎるということもなくなりますね。

FETの2SK30はゲートとソースをショートすることで定電流(Idss)が流れます。今回使った2SK30は2.3mAでした。この電流によりパイロットランプ代わりのLEDを光らせ、その両端には一定の電圧が発生します。これを可変抵抗で分割し基準電圧とします。

チェック側のLEDには、2SC1815を通して電流が流れ、直列に入った47Ωの抵抗の両端の電圧と、2SK30で作った基準電圧を比較し、OPアンプでこれらの電圧が等しくなるようにコントロールしています。OPアンプは一般的な単電源動作可能のLM358を使用しました。
 
この回路でしたら電源電圧はOPアンプの許容範囲なら適当でよいのですが、ポータブルということで、9Vの電池を使用しました。

↑図をクリックすると大きいものが見られます。

実験中の様子
 2.ケースに組み込む 
 
手元にあったプラスチックケースに組み込みました。プラスチックケースは加工が楽でいいですね。私はPROXXONのミニルーターとやすりで加工しています。ドリルを使うとひび割れを起こすことがありますが、ルーターで削れば割れをおこすようなことはありません。

LED差込用に基板用ヘッダピンのメス側を使用するため、穴明き基板のランド面に部品をつけましたが、部品のリードを長めにしておかないと結構ハンダ付けしにくいです。
このピンソケットですが、このような用途には向いていません、丸ピンのソケットもあったので使おうかと思いましたが、あるLEDではリードが太く、刺さらなかったためこちらになりました。
今思えば、ICソケットのようなバネで押えるものを加工して使えばよかったと後悔しています。

ケース表、パネル面には、Wordで作った図柄をフリーカットラベルに印刷し貼り付けました。ワードで図柄を作る時は、図のオートシェイプの書式設定で位置をミリ単位で指定できるので、ほとんど思ったところに図形をあてはめることが出来ます(こちらで設定の仕方を説明しています。)。ダイアル目盛りは手書きで測定しながら入れました。
ラベルの表面に粘着クリアフィルムを貼れば完璧です。

表側はこんな感じです。 裏はお見せできるようなものではありません。
 
 3.実装にあたってのちょっとした工夫 
 
回路自体は単純なものなのですが、色々実験しているうちにいくつかのアイディアがひらめきました。

基本的には、電流値はアバウトでよいのでダイアル式でよいかと思ったのですが、電流計も接続できると便利です。そこで、写真のように、ケースにテストリードを差し込むだけで、電流値がテスタで直読できるようにしてみました。(専用のソケットを使用すれば済みますが・・・)

差し込まれるメス側は特にソケットを使うのではなくて写真のようにリード線をはんだ付けしたところにテストピンを差し込む構造とし、切替は測定用のピンソケットにジャンパーピンを抜き差しすることで行うようにしました。(回路図参照、これもスイッチを使用して切替すればいいのですが・・・)
 
設定電流ですが、当初40mA最大値としましたが、実用範囲はこの1/4程度ですので目盛りが詰まってしまうため、もう一本電流検出用抵抗を追加し、レンジを切り替えられるようにしました。

 4.いろいろなLED  
 

 5.まとめ  
 
LEDチェッカーとしてだけでなく何に役立つかわかりませんが簡易の定電流源として使用できます。
とにかく、最近の各種電子機器にLEDは必ずといってよいほどついていますが、センスのない光り方をしているものを多く見かけます。一例をあげますと私の職場で使っているN○Tの電話機、αRXUの赤LED、こんなに明るくなくても点灯していることはわかります。デスク上にあるとうっとうしいのではないかと思うほどです。 
ということで、高輝度LEDが多くなった今、LEDへ流す電流は少なめでいいのかもしれません。

 
 ■ 主に参考にさせていただいた本・サイト ■  
*1 CQ出版 エレクトロニクス製作アイデア集-7 パワーエレクトロニクス編
  中山昇著(ISBN4-7898-1236-7)
*2 CQ出版 トランジスタ技術 2005年9月号 p.269 トラ技サーキット・ライブラリ

New release 2006/1/27

 

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