LED点滅回路の利用について

質問

弛張発振回路を使ったＬＥＤ点滅回路を利用して、リレーをＯＮＯＦＦする回路を作ろうとしているのですが、周期を早くするにはどの部品を交換すればいいでしょうか？

現在、回路は
​http://www.rlc.gr.jp/prototype/led/tenmetu/shichou/pika.htm​
を参考に製作、ＬＥＤをリレーに交換している状態です。

また、自分の電子工作の知識は回路図を紹介してるＨＰ等を見て、部品を探してきて組める程度です。

詳しい方、よろしくお願いします。

回答No.5

tance · ベストアンサー

tanceです。

点滅しますかぁ・・・。
個人で勉強のために作るのであればまあこの回路でも構いませんが
仕事で使うなら是非もっと安全な回路をお奨めします。

まず、緑のLEDにもいろいろあるので、例えばインジウム、ガリウム、
アルミニウム、燐　の緑LEDだと定格電流での順電圧は常温で 2.1V
くらいになります。

NPNトランジスタのベース抵抗R=100kΩには直流として約24μAくらい
流れます。（3V-0.65V)/100k = 23.5uA
2SC1815の電流増幅率はものによっておおきくばらつき、70～700くらい
あります。仮にGRランクでhFEが300あったとしましょう。
コレクタ電流は23.5u×300 = 7.05mA流れます。

次に２段目の2SA1015のコレクタ電流を計算してみましょう。
ベース電流が7mAですので、hFEが100しかなかったとしても700mA
流せます。要はLEDが上記のようなInGaAlP製だったらこの過大電流で
トランジスタかLEDが壊れます。

また、このような完全なON状態を基準にしてコンデンサで正帰還を
かけた回路は発振しません。弛張発振器は出力が電源電圧の中間に
バイアスされるようなリニア領域で動作するアンプに正帰還をかける
ことで発振を起こすものです。（Cを除いた回路で出力が中間電圧
になっていることが必須）

実際に発振しているのは、運良く大電流が流れない状況にあるため
でしょう。LEDがInGaN（インジウム・ガリウム・窒素）で出来ている
緑なら3Vでは数10mAしか流れないので2SA1015に大電流が流れる
こともありません。

そうでなければトランジスタのhFEランクが低いものだったのかも
しれません。

それにしても、Cの電荷を使い切ってRに電流が流れなくなるという
説明はやはりおかしいです。本当は、正帰還の量が時間とともに減る
のでアンプが飽和から脱し、その出力電圧変化がCで帰還されることで
出力変化が加速され一気に反転する・・・という動作になります。

強いて言えば、電流が減るのはトランジスタのベースであって、R
ではありません。特に2SC1815のエミッタが直接GNDに接続されている
ので、ベース電圧はほとんど変化せず、Rにはほぼ一定（以上）の電流
が流れ続けます。

もうひとつ。コンデンサに電解コンデンサを使っていますが、Cへの
充電電圧は一定方向ではありません。LEDが点いているときは図の向き
に正しく充電されますが、消えているときは逆電圧がかかります。

部品点数を最小限にした回路ということでは、hFEランクやLEDを選べば
発振するかもしれませんが、たくさん作ったりすると必ず問題がでる
回路ですのでご注意ください。

お礼

詳細な回答ありがとうございます。

とりあずはコンデンサの容量変更で解決はしましたので、今回はこの回路を使おうと思います。
皆様の回答を参考に、この回路の問題点を勉強してみます。

回答No.6

gonbee774

リレーの仕様をお考えとのことで、ちょっと動作時間が気になります。
リレーは機械的な部分がありますので、あまり早い動きには追従できなくなります。
感覚的に0.5Hz（0.5秒間隔）程度までな気がします。
リレーも痛みますし。

お仕事の設計ではないですよね？
それでしたら、私も他の方法が良いと思います。

あと、リレーをトランジスタで駆動する場合、逆起電力（ONからOFFになるとき、それを妨げようとする方向に電流が流れる、だったかな）によりトランジスタの破損を防ぐため、ダイオードをリレーに並列に接続する、というのが定石でした。念のため。

お礼

リレーに関する回答とアドバイス、ありがとうございます。

ダイオードの接続は自分も調べているときにどこかで見た記憶が。
念のため、ちゃんと接続しておきます。

回答No.4

KEN_2

Ｒ；100KΩの抵抗値を小さくしてはいけません。Ｃ；10μＦの容量を変更します。
Ｃを5μＦ、2.2μＦ、1μＦ　にすると、半分の時間になります。

ＲはＱ１のコレクタ電流を制限していますので、これ以下に小さくすると常時点灯になります。

参考に点滅の字定数を計算すると、
点灯；Ｔon：0.6/3*LnＣ*Ｒ
消灯；Ｔoff：0.6/2.7*LnＣ*Ｒ(ibe)
＊Ln は自然対数で約0.63となります

他の説明で部品が劣化する・・・・などと説明がありますが、
LEDは『グリーン』を使っていますので端子電圧は約2Ｖから2.2Ｖとなり、Ｑ1はVce(sat)0.6Ｖから0.8Ｖになり電流制限がかかるので、電池やＱ1は劣化しません。
＊LEDに『グリーン』や『ブルー』『シロ』を使う上では劣化はありません。
　くれぐれもLEDに『赤』や『アンバー』を使用しないでください。劣化します。
（『赤』『アンバー』は端子電圧が1.6Ｖ程度で過大電流が流れます。）
それと、『説明文中のR100kΩに電流が流れなくなる・・・』は正しいです。
＊LEDが点灯すると端子電圧約2Ｖから2.2Ｖとなり、Ｃの－側が0Vから上昇するので、Ｒからの電流が流れなくなるのです。（説明不足ですね・・・・）
＊弛張発振回路の動作原理の部分になります。

お礼

回答ありがとうございます。

仰るとおり、コンデンサの容量を小さくしたら早くなりました。
とりあえず、望み通りの動作はできそうなので、これで行こうと思います。

回答No.3

gonbee774

他の方が言われているように、ちょっと要注意な回路かもしれません。
ＬＥＤの保護についてとか。

30年くらい前によく作って遊びました（回路は雑誌から）。
たしか1μＦと1Ｍオームだったと思います。
抵抗をボリュームに変えて、かなり早い点滅からつきっぱなしの状態へと変化していた気がします。

回答No.2

tance

もしURLの回路が本当に点滅するのであればの話ですが、コンデンサの
容量値を小さくすれば速く点滅し、大きくすれば遅くなります。

でも・・・この回路、要注意です。
まず、LEDは点きっぱなしになるように思います。（点滅する？？）
さらにLEDの品種にもよりますが、過大電流が流れて寿命が極端に
短くなると思います。

動作説明文中のR100kΩに電流が流れなくなる、というところは間違って
います。本当にこうなるとすると、電池がへたっていて、LEDが点くと
電圧が低下するような場合は点滅するかもしれません。

お礼

回答ありがとうございます。

ちゃんと点滅はしています。リレーもONOFFが切り替わっているのを確認しました。
抵抗よりもコンデンサの容量を小さくするほうが確実でしょうか

回答No.1

gonbee774

URLの説明文にヒントはあります。

コンデンサに時間をかけて充電することにより、その充電時間により点滅周期が決まっていきます。

よってコンデンサを小さくする、あるいは抵抗を小さくすることにより、点滅周期は短くなります。

それとURLの前後になにか書かれているようですが（絵文字？）、私のPCからリンクしようとしたとき、その何かが邪魔になっています。
以降、考慮していただけるとうれしいです。

お礼

回答ありがとうございます。
自分でも抵抗かコンデンサかなと思って、小さめの抵抗に交換してみたのですが、点灯したまま点滅しなくなっちゃったのですよね。
ちょうど手元にあった50KΩを使ったのですが、下げすぎなんでしょうか？

本当だ、前後に余計な文字が入ってますね…何か余分に書いてはいなかったのですが、投稿前のチェックが甘かったようです。
ご指摘ありがとうございます。以後気をつけます。