LEDの調光回路について

質問

LEDの調光回路について

LEDの調光回路で、スイッチをいれるとゆっくり点灯して、スイッチを切るとゆっくりと消灯する（ホタル回路？）で

LEDを１００個程度使用した回路の作り方がわかりません。

回路シュミレーションソフトでいろいろ試してみましたが、どれもだめでした。

知っている方が居れば、教えてください！

お願いします！

回答No.6

inara1

オペアンプを使わずトランジスタだけでもできます。

回答No.5

inara1

ANo.4です。
ANo.4の回路を組んでみました。駆動回路は1個で、LEDを1個だけ点灯させましたが、設計通りに、ゆっくりと点灯・消灯しました（見た目は点灯のほうが若干速い感じがします）。

ただし問題が1つ見つかりました。オペアンプの入力オフセット電圧が－電圧のものを使ったため、LEDが完全に消灯しません。これは、オペアンプの非反転入力（5pin）がゼロでも、反転入力（6pin）につながっている 100Ω の抵抗に 数mV の電圧がかかってしまうために、LEDに流れる電流が 数mV/100Ω = 数十μA となってしまうからです（高輝度LEDだとこの電流でもわずかに光る）。

もし、実際に作ってLEDが完全に消灯しない場合は、オペアンプの反転入力（6pin）と＋電源（8pin）の間に100kΩ の抵抗をつけてください。こうすればLEDを完全に消灯させることができます。

回答No.4

inara1

添付図のような回路で実現できるはずです。添付図下半分は回路シミュレータ（Circuit Maker）によるLED電流の変化です。

スイッチをON側にするとLEDに流れる電流が 0 から直線的に増え、ある電流値で一定になります。その後スイッチをOFF側にすると、LEDに流れる電流は直線的に減り、最終的に 0 になります。LEDに流れる電流の変化の速さは可変抵抗 VR1 で調整できます（図の回路だと最小0.15秒から最大15秒の範囲でLED電流が変化します）。LEDが点灯したときの電流は VR2 で調整できます。この回路では最大18mAにしてありますが、R5 の抵抗値を小さくすると 18mA　より大きくできますが、LEDの許容電流を超えないようにしてください。添付図ではオペアンプの電源電圧を 5V としていますが、これを変えると、LED電流の変化の速さやLEDの最大電流が変化します（オペアンプの電源電圧を大きくすると、LED電流の変化が遅くなり、LEDの最大電流が大きくなる）。

添付図の回路は100個のLEDを駆動するものです。LED用の電源電圧を 24V とした場合、直列に接続できるLEDの数は5個までなので、直列駆動用の回路を20個並列に接続することで、合計100個のLEDを駆動できます。LEDの駆動電流が 20mA のとき、LED用電源には合計 20mA×20 = 400mA の電流が流れます（これ以上の出力電流の取れる電源が必要）。

LED駆動回路は定電流回路になっているので、LEDの個数が変わっても、全てのLEDに流れる電流値は同じになります。ただし、直列接続できるLEDの数には限りがあります。添付図の場合、LED用の電源電圧は 24V ですが、トランジスタのコレクタ（c）の電圧は4V以上必要なので、直列接続したLEDの動作電圧 Vf の和は 24V - 4V = 20V 未満にする必要があります。Vf = 3.8V（Max）のLEDだと、最大5個まで直列接続できます（5*Vf = 19V < 20V）。したがって、100個のLEDを駆動するために、5個のLEDを直列にした駆動回路を20個並列に接続しています。1個の駆動回路の制御電流は0.2mA未満なので、20個並列に接続しても、オペアンプの出力電流は 数mA程度で問題ありません。

LED用の電源電圧を 24V より大きくすれば、直列接続できるLEDの数を増やせるので、駆動回路の数を減らせます。その場合のLED用の電源電圧は以下で計算できます。
　　　LED用の電源電圧(V) > 直列個数×Vf(V) + 4V
ただし、トランジスタ（2SC1815）の耐圧は 50V なので、LED用の電源電圧はこれ未満にして下さい。

C2 の容量を大きくするとLED電流の変化が遅くなります（容量10倍で変化1/10）。C2 には±の電圧がかかるので、積層セラミックなどの無極性のコンデンサを使ってください。

オペアンプ（LM358）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02324/
トランジスタ（2SC1815）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00881/
C1、C3 （0.1μF）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00090/
C2 （1μF）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-03093/

回答No.3

inara1

ANo.1です。
オペアンプ(LM358)1個と駆動トランジスタ（2SC1815)をいくつか使い、双極のスイッチ1つで100個のLEDを徐々に明るくしたり暗くする回路を考えました。動作は回路シミュレータ(Circuit Maker)で確認しました。可変抵抗でLEDの明るさの変わる時間を 0.15秒から15秒の範囲で変えられます。もう1つの可変抵抗でLEDの最大明るさも変えられます。LED用の電源電圧によって駆動回路の構成が変わるので、LED用の電源電圧を教えてください。

回答No.2

chubou3

LED100個と成ると駆動するのをどうするか考えなければ成りませんがマイコンでPWMを使えばある程度可能では無いかと思います。

回答No.1

inara1

２つのLEDが、交互に、ゆーっくり明るくなったり暗くなったりを自動的に繰り返す回路の質問（http://okwave.jp/qa/q5427918.html）が前にありました。その回答2（私の回答）に回路が出ていますが、そういうのではダメでしょうか。発光の周期や明るくなる速度は、２つの可変抵抗で別々に調整できます。

回答2の回路そのままでは100個のLEDを点灯できませんが、駆動方法とトランジスタを変えれば100個の点灯は可能です。100個のLEDを点灯させる方法はいろいろ方式が考えられます。LED駆動用の電源の電圧が高ければ直列駆動、低ければ並列駆動が適しています。LED駆動用の電源電圧は何Ｖくらいのものが準備できますか？それが分かれば回路を考えてみます。1個のLEDの駆動電流は20mA程度でしょうか。