光スイッチ回路に遅延回路を組込むには?

質問

■ご挨拶
私は、トランジスタの動き(NPN/PNP)が判る程度の知識レベルで回路設計や定格計算が出来る程詳しくは、ありません。
そこで自分なりに調べたのですが最終的に回路や抵抗値等が判らずアドバイスを頂ければ幸いです。

■目的
「光が遮断されて約15秒後にLEDを点灯(ON)。
　再び、光が当たればLEDを即消灯(OFF)にする簡単な回路」を

製作したいと考えてします。※遅延時間に精度は大して要りません。(±数秒程度)

■実現検討内容
そこで以下の「光スイッチキット」を改造しようとしています。
http://akizukidenshi.com/download/ds/kitronik/2112_Light_switch_build_instructions.pdf

色々調べた結果、上記のPDFにある回路図のR4(220Ω)辺りに電解コンデンサーを挿入すると簡単に出来るのではないか?(多分)と言う結論に至りました。

その理由は、以下の回路図を参考しました。
http://www.southernwav.com/SW/delay/delay.html

使用電圧は、5Vまたは12Vを予定しています。

■質問
・具体的にどのようにどれくらいの電解コンデンサーを実装すれば良いでしょうか?
・他に追加しないといけない部品は、ありますか?
・再び、光が当たれば即消灯(OFF)にすることが出来ないようなのですが回避方法はありますか?
・5Vと12Vでどれくらい部品の容量等に違いが出ますか?
・上記の検討が宜しくない場合、別の簡単な方法があるでしょうか?

宜しくお願い申し上げます。

回答No.7

xpopo

回答NO.6です。回答の補足の質問について、下記にお答えいたします。

＞ついでで恐縮なのですが遅延時間を変更したい場合、R8の抵抗値を変更すれば宜しいのでしょうか?

回答＞＞遅延時間は抵抗R3とR7を変更すれば変更できます。

こちら（http://yahoo.jp/box/NS8k0B）にR3とR7を10kΩから20kΩずつ増加させていった時の遅延時間の変化の様子を確認するためにシミュレーションしてみました。参考にしてください。

お礼

こんにちは。
抵抗R3とR7でしたか・・・
わざわざ追加シミュレーションまで有難う御座いました。
参考にさせて頂きます。

回答No.6

xpopo

今晩は。

こちらの様な回路（http://yahoo.jp/box/p9Bahj）でも実現できます。

図で左側が電源電圧＝12V用、右側が5V用の回路です。

図の下半分にシミュレーション結果を載せてあります。

I(D1)が電源12V回路のLED電流をI(D3)が電源5V回路のLED電流を表します。CDｓは1秒後に光が遮断されて10kΩから１MΩに変化させてます。そして25秒後に光が照射されて10kΩに戻ってます。

図でダイオードD2とD4は光が当たれば即消灯(OFF)にするためにコンデンサの放電経路として使ってます。

お礼

こんにちは。
回路図だけでなく、シミュレーション結果までありがとう御座います。凄い・・・。
LEDで使用する12V/5VのRLの抵抗値まで・・・
参考にさせて頂きます!!
御回答有難う御座いました。

補足

こんにちは。
ついでで恐縮なのですが遅延時間を変更したい場合、R8の抵抗値を変更すれば宜しいのでしょうか?

宜しくお願い申し上げます。

回答No.5

noname#215107

Ｎｏ．２です。

>5番ピンとコンデンサーの間は、直結でも良いのでしょうか?
はい、直結にしてください。

先ほどの訂正事項ですが、追加する抵抗は1ｋΩ以下でもいいですね。光が当たった時の復帰が早くなります。ただし10ｋでも実用的な速度かと思います。　ダイオードと追加の抵抗は3番ピンが０Ｖになった時にコンデンサを早く放電するためのものです。

また、暗くなってから点灯までの時間をもっと長くしたい場合は、１００ｋのＶＲはこれ以上大きくせず、コンデンサの容量のほうを大きくしたほうが、安定動作します。

お礼

了解しました。
大変参考になりました。検討材料とさせて頂きます。
ご回答ありがとう御座いました。

回答No.4

noname#215107

ＮＯ．２です。
画像アップ失敗しましたので、
最初の画像のコンデンサにつながっているダイオードと直列に、5～１０ｋΩ程度の抵抗を1本追加してください。

補足

詳細な回路図をありがとう御座います。
ロジックICを採用ですか・・・。

今、理解している最中です。
5番ピンとコンデンサーの間は、直結でも良いのでしょうか?

回答No.3

noname#215107

Ｎｏ．２です。

すみません。ミスがありました。
前の回路ではコンデンサがショートしてしまいますので
訂正して、再度アップします。

この投稿のマルチメディアは削除されているためご覧いただけません。

回答No.2

noname#215107

コンデンサを、ベースーＧＮＤ間に繋げばＬＥＤが遅れてじわーっと点灯しますが、それでもいいですか？

トランジスタの型番は分かりませんが、Ｖbe＝0.6Ｖとすると、ベース電圧1.2Ｖ程度で完全にＬＥＤが点きます。
また、即消灯にはならないですね。

そこで、改造してみました。

光をさえぎると、ＬＥＤは一定時間遅れてからパッと点灯し、光を当てると即消灯します。抵抗の値はいろいろ試してみてください。

回答No.1

toiawasedesuyo

54歳　男性

(1)Ｑ１をＰＮＰタイプに変更　→　光が当たっている時は常にONになります

(2)１Ｍと３０μをシリーズにして回路に追加　→　Ｔ＝RC×０．６＝１８で１８秒になります

(3)１Ｍと３０μの中間にQ１のコレクタをつなぐ　→　光が当たっている時はＱ１が動作して３０μを放電させます

(4)Ｑ２のベースを(3)と同じ所に接続　→　光が遮断されるとＣＤＳが高抵抗　→　Ｑ１がＯＦＦする　→

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１Ｍにより３０μに充電が始まる　→　Ｑ２が１８秒後にONする

ヒステリシスが無いので、ＬＥＤがジュワーって感じで点灯します

再び光が当たると即Ｑ１が動作　３０μが放電され　ＬＥＤが消灯すると思います

参考になれば幸いです

電原電圧に関係するのはコンデンサの耐圧です

電源の２倍の耐圧値を選んで下さい

お礼

「ジュワー」って感じでOKです。
「Ｔ＝RC×０．６」このような計算方法があるのですね。
勉強になります、参考にさせて頂きます。

早速のご回答有難う御座いました。