市販キットに使用されているLEDを別のLEDに変えたい。

質問

電子回路を中学の授業以来触った事のない初心者です。

画像の回路のLED1,3,4を高輝度のものに変更したと考えていますが、それに見合った抵抗がわからないため質問せせて頂きました。

回路画像
http://osaka.axfc.net/uploader/Img/l/3810613226/v/Img_68953.jpeg​

使用したいLED
http://www.led-paradise.com/product/196​​

また、LED1,3,4の回路部のVは何でしょうか？よろしくお願いします。

回答No.5

inara1 · ベストアンサー

＞この回路を１２Vで使うとき、各抵抗はどのように変更しなければならないですか？
これは私の回答ですね。

添付図のように配線してください。部品はキットで使わないものを流用するようにしました。220Ωは外したR1を流用します。2.7kΩ（R13）はLED4の明るさを決めるものですが、LED4 は動作させなので、これを外して使います。220μFの電解コンデンサ（C6）は外しても支障ありません。LEDを制御する信号は D-OUT というところから取り出します（この端子は通常は 0V で、反射物を検出したときに5Vになります）。

添付図左上に、回路シミュレータで計算した白色LED電流の変化を示します。この回路では、１秒くらいかかって明るくなったり暗くなったりします。この時間を長くするには 220μF の値を大きくします。電解コンデンサ（ 220μF）の極性を間違わないようにしてください（部品の側面に－側を示す白い帯が書かれているはずです）。

回答No.10

inara1

＞トランジスタの配線を確認のため、配線を全パターン試してみました
その過程でトランジスタを壊してしまった可能性があります（特にベースとエミッタ間に5V以上の逆電圧をかけると劣化します）。手元に使っていないトランジスタがあれば、正しい配線になっているのを確認した上で、それに差し替えてみてください。

回答No.9

inara1

＞添付図に従い基盤上の抵抗等を外しましたが、外しっぱなしでした
抵抗は外しっぱなしでいいです。TR3があったところもそのままでいいです。リレーとLED4が機能しないのは正常です（機能しないようにR12を外したので）。

＞高明度LEDが電源を入れると同時に常時微かな明るさ
トランジスタの３本足の配線は正しいでしょうか。トランジスタはどういう型番のものですか（C1815とか書かれていますか）？

補足

回答ありがとうございます。

トランジスタの配線を確認のため、配線を全パターン試してみましたが、駄目でした。しかしある気になる動作が。
電源を入れると同時にLEDがまぁまぁの強さ(間違いなく本領は発揮してない)で光り、赤外線に引っかかるとLEDがかなり弱まる動作をします。つまり目的と逆の動きをします。

回答No.8

inara1

回答5で追加した回路は定電流回路なので、白色LEDを直列に3個までつなぐことができます（2個とも同じ明るさで点灯します）。LED1個あたり3.6V必要なので、4個だと12Vを超えてしまうので点灯しません。LED1の部分は電源電圧が4.3Vなので1個だけしか点灯できません。

また困ったときは質問してください。

お礼

補足です。
今手元にキットが無いのですが、冷静に考えてみて気になった点を思いつきました。

添付図に従い基盤上の抵抗等を外しましたが、外しっぱなしでした。跡は導線で繋いであげないといけないのでしょうか？その場合、TR3が合ったところも普通に導線３本で繋いだら良いのでしょうか？

また、LEDの微妙な付き方等から推察して、これ意外で思い当たる点はありますでしょうか。

補足

お世話になってます。
本日、実際に回路を組んでみましたが、うまくいきませんでした。

添付図通り組んだ結果(LED１個)、元のキット本来の機能は働きますが(リレーとLED4は機能せず。R1とLED1は今回取り付けたままなので機能する)、高明度LEDが電源を入れると同時に常時微かな明るさで、センサーの反応関係なく点灯しっぱなしの状態になります。

電源は１２V１Aです。原因は何だと思われますか？

回答No.7

inara1

＞５秒間隔で点滅するようですが
この回路は赤外線に引っかかっている間、常時点灯します。テスト信号として 5秒ON、5秒OFFを繰り返す信号を入れてシミュレーションしただけです。

お礼

理解しました。
この度は何から何まで丁寧親切に本当にありがとうございました。
これを使用し、良い照明作品を作ることで、精一杯の礼とさせて頂きます。
inara1様、本当にありがとうございました。

回答No.6

inara1

C6 を外すと三端子レギュレータ（IC4）が発振するかもしれないので、C6 のところに 0.1μF 程度の積層セラミックコンデンサを入れておいてください（電解コンデンサをお持ちなら C6 はそのままにしておいてください）。

補足

！
inara1様の回答であること今気づきました。すごいです。

回路シミュレータの画像によると５秒間隔で点滅するようですが、赤外線に引っかかっている間、常時点灯させることは可能でしょうか？

回答No.4

inara1

LED3がどうして不規則に点灯するのか分かりません（PICの動作が不明）が、LED3を高輝度化する必要はありますか？
添付図のように改造すれば、LED3以外を高輝度化することができます。

LED1は常時点灯するようなので、これを白色LEDに変えて、R1を47Ωの抵抗に変更します。リレーを動作させないようにするためにR12を取り外します。R12を取り外すと、LED4が点灯しなくなりますが、その代わりに、OC-OUT端子に白色LEDを接続すれば、LED4が点灯する条件で白色LEDが点灯します。抵抗値（470Ω）は電源電圧が12Vのときの値です。電源電圧が12V以外のときはANo.1の式で適切な抵抗値にしてください。LEDの極性（AとKの位置）を間違わないようにしてください。

補足

ありがとうございます。よくわかりました。
今回やりたかったことが画像の回路で出来そうです。

また、470Ω下の白LEDを徐々に光らしたいと考え、以下のような回路を見つけました。
　　　　　　　　　+3V
　　　　　┌───┤
　　　　　○　 │+
　　　 ＼○　 　 ▽ LED
　　　　　│　　 │-
　　　┌─┤　　　│
　　　│　R1　　 c
　　　R3　├───b　　　←　NPNトランジスタ（2SC1815など）
　　　│ +│　 e　　　　　　　R1 = 10kΩ、 R2 = 2.2kΩ
　　　│ C　　 │　　　　　　 R3 = 10kΩ、R4 = 33Ω
　　　│ -│　 　 R4　　　　　　C = 220μF（電解コンデンサ）
　　　│ R2　 　 │
　　　└─┴───┴─ GND (0V)
http://okwave.jp/qa/q4410592.html

この回路を１２Vで使うとき、各抵抗はどのように変更しなければならないですか？
そもそも考え方として、上記の回路の３Vのを画像の回路の１２Vへ、GNDをOC-OUTに接続であっていますか？根本的に話が変わってくるのならば、今回はここで止めておきます。

回答No.3

inara1

やりたいことは分かりました。現在の状況を教えてください。
　　　・受信側基板のジャンパー線はHANSHA側にしてありますか？
　　　・基板を分割しない状態では、赤外LEDと赤外検出器（黒い筒）は同じ方向を向いているので、反射センサとして動作すると思いますが、現在、基板を分割しない状態で使っていますか？
　　　・反射物がない状態で電源を入れたとき、LED1、LED3、LED4の点灯具合はどうなっていますか。この状態でLED1が不規則に点滅していて、他は消灯しているのでしょうか。
　　　・そのとき電源電圧（実際にテスターで測定した値）は何Vですか？
　　　・可変抵抗（VR）は左側に回しきった位置（タイマーは０秒）ですか？
　　　・反射物があるとき（0.7m以内）、LED1、LED3、LED4の点灯具合はどうなっていますか
　　　・反射物があるときときの電源電圧（実際にテスターで測定した値）は何Vですか？

補足

毎度親切にアドバイスして頂き感謝致します。順を追って回答します。

・HANSHA側にしております。
・分割していない状態です。
・反射物がない状態で電源を入れたとき、LED1→点灯、LED3→消灯、LED4→消灯
・恐縮ですが、テスターを持ち合わせておりません。
・左側に回しきった位置（タイマーは０秒）です。
・LED1→点灯、LED3→赤外線に引っかかっている時は常時早いスパンの不規則な点滅(じーじじーじじじじーの用な感じで)、LED4→リレーONの音とともに点灯。赤外線に引っかかっている時は常時点灯。
・恐縮ですが、テスターを持ち合わせておりません。

回答No.2

inara1

＞LED2(赤外線LED)に引っかかった時、常時安定して通電する場所
PICマイコンの動作が分かりませんが、この回路は LED2 から出た赤外光を 別基板の IR-DET で検出し、その間に人が来るなどして赤外光が遮断されたときに、ある一定時間だけリレーをONさせるものだと思います（リレーがONの間はLED4も発光する）。keita87さんがやりたいことは以下のようなものでしょうか。
　　・リレー音がうるさいので、リレーを動作させないようにしたい
　　・人を検出したら一定時間でなく、ずっとLEDが点灯するようにしたい
そのように改造することは可能ですが、もしそうすると、一旦LEDが点灯したら永久に消灯しない（２度と人を検出できない）ことになりますがそれでもいいのでしょうか。

補足

丁寧な回答ありがとうございます。
結論から申し上げますと、
リレー音がうるさいので、リレーを動作させないで、上記の高輝度LEDを光らしたい、です。それを満たせば方法は問わないです。

遅れましたが、キットの詳細はこちらになります。
http://item.rakuten.co.jp/edenki/ed290037/
感知方式は、反射センサーで、タイマーは０秒、つまり、赤外線に引っかかっている間ずっとLEDが光りる方式で今回は使用します。

回答No.1

inara1

抵抗はそのままで、LEDだけを高輝度のものに変えてもちゃんと光ります。
その場合、LEDに流れる電流は
　　　LED1 → 4mA
　　　LED3 → 2mA
　　　LED4 → 3mA（DC-IN が12Vの場合）
くらいになります。超高輝度白色LEDの定格電流は 20mA ですが、20mA も流すと明るすぎると思います。回路の動作確認用ならこれくらいの電流で良いと思います。

LEDと直列に入れる抵抗 R の計算式は
　　　R(Ω) = { 電源電圧(V) - VF(V) }/LEDに流れる電流(A)
です。この式を変形すると、LEDに流れる電流
　　　LEDに流れる電流(A) = { 電源電圧(V) - VF(V) }/R(Ω)
が求められます。

電源電圧というは、抵抗の上端とLEDの下端の間の電圧で、LED1 は 4.3V、LED3 は 5V、LED4 はDC-INの電圧です（質問にある回路部のVというのはこの電圧のことでしょうか）。VF はその超高輝度白色LEDでは 3.4V です。したがって、LEDに流れる電流を 20mA とするなら
　　　R1 = ( 4.3 - 3.4 )/0.02 = 45Ω → 47Ω
　　　R6 = ( 5 - 3.4 )/0.02 = 80Ω → 82Ω または 100Ω
　　　R13 = ( 12 - 3.4 )/0.02 = 430Ω または 470Ω　（DC-IN が12Vの場合）
となります。

お礼

回答ありがとうございます。
よくわかりました。LEDを変更する理由は、LEDを動作確認ではなく、そのまま照明にしたかったからなので、20mA流れるように抵抗を変更したいと思います。

また、もう一点質問したいのですが、
LED2(赤外線LED)に引っかかった時、LED1が光るのですが、おそらくLED2の性質上LED1が不規則な点滅的な光り方をします。
上でも述べた能に、LEDを照明的に使用したいので、都合がよくありません。
LED2(赤外線LED)に引っかかった時、常時安定して通電する場所などはありますでしょうか？そこにLEDを取り付け、照明的に光らせたいのです。
本来、リレーを利用するのが筋だとは思いますが、カチカチと音がうるさいので避けたいところです。

補足

回路画像を張り忘れました。
http://files.uploadr.net/018509f63e/200912302359082.jpg