白色LEDサークルキット
さすがにLED1個だと光量が足りないので、がっつりライトとして使えそうなキットを使って光量を確保できるようにしたい。
キットを作成する
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-08887/
これね。
これを
こう。はんだ付け中学の技術の授業以来だな。中央の赤色LEDをはんだ付けする時、ショートさせるのを忘れてしまい、足を無理やり曲げたらアノード側のプリントがメキッていって少々剥がれた。電源は電池ボックスのリードを付けるよう指定されてたけど、それをオス-オスのジャンパに変えてる。電池ボックスの方もリードにニッパで切ったLEDの足をはんだ付けして、絶縁テープで巻いてブレッドボードに刺せるようにした。
ぴっかー。めっちゃ明るくてちゃんと撮れないので変な感じに加工してる。光の直進性が強くて目が死ぬな。拡散カバー買ってこよっかな。電池ボックスにスイッチついてなくて、誤ってショートさせちゃったらパチパチいってて怖かった。4.5V・100mAぐらいみたいで、外部電源使うの初めてだし、扱うのちょっと怖い。電気を扱うのって怖い、もし知識不足で知らんうちに変な回路組んでたら、爆発しちゃったり火事になったりしそうだなって思う。ちゃんとやりたいけど、ちゃんとっていうのがなんなのか分かってない感じかな。おそらく異変に気づけないよなぁ、防火敷物とか用意しようかな。
トランジスタをスイッチとして使う
この前は増幅回路として使ったけど、スイッチにも使えるみたいなので、その機能を利用してみたい。ベースに電気流しゃコレクタ-エミッタに電気流れんだから楽勝だーなどと高を括りつつ
こんな回路を作った。3.3VはGPIOから、4.5Vは単三電池3本で、元からキットに抵抗入ってるしそっちには抵抗入れてない。Lチカの時に使ったプログラムを流用してみたら、点きませんでした。うん。点きませんでした。なんでだろ…
回路を設計する
これはアカンということで、もっとちゃんとやってみようと、こちらの”スイッチング回路を設計する”の通りにやってみる。
まずこんな感じで繋げばいいみたい。今のところ分ってるのがGPIOの3.3Vと単三乾電池3本の4.5V、LEDサークルライトの100mA(テスタで測った)。そしたらトランジスタのhFEも調べる。
トランジスタがオンになったらコレクタ-エミッタ間に100mA流れてほしい。この時ベースに流れてほしい電流を求める式が(Ic / hFE) * 3とのことで、0.1 / 295 * 3 = 約1mAになる。
グラウンド描くの忘れてたから描いた。で、トランジスタがオンになる電圧が0.7V、R2は真似して1kΩにしてみた。
そしたらR2には0.7Vで1kΩなので0.7mA流れる。したら、R1には、ベース電流の1mAと0.7mAが流れるので1.7mAの電流が流れる。電圧は、GPIOの3.3V – ベースにかかる0.7Vで2.6Vになる。
R1の抵抗は2.6V / 0.0017A = 1529ぐらいってことになる。
できたから、ブレッドボードに配線してみたら…点かない。なーんーでー。ちょこっと調べてみると2SC1815トランジスタは100mAぐらい流れるとhFEが急激に低下するみたい(データシートのhFE-Icを見るらしい)。
いろんなトランジスタを試す
じゃあトランジスタが悪いのかと思って、買ってきたのがですね、2SC2120、2SC2383、2SK4017、2N7000の4種類。ここらへんから適当になってきて点けばいーしどれか当たんだろぐらいの気持ちで買ってきた。
2SC2120、2SC2383はあかんかった。で、MOS FETっていうのを使ってみた。抵抗どう繋げりゃ分かんないので上図みたいな回路にした。でも点かない…。LEDの場所が悪いのかと
こっちにしてみたけど点かない。で、あーあ、またか…。と変えようとしたら、MOS FETの金属板に触るとLEDがつくことを発見した。もしかしてブレッドボードの配線が間違ってるのか?と一辺全部引っこ抜いて繋ぎ直してみると
つ、点いた…。2SC1815に替えてみても点いた。今まで云々してたのはなんだったんだ。Lチカのプログラム流用してみても
点いた。がっくし。じゃないや、まぁいいや。繋ぎ替える前の写真撮っておいて、なにが違ってたか確認したかったな。これで光量も確保できたことだし、まとめていこう。
参考
http://www.op316.com/tubes/tips/image/2sc1815.pdf
https://www.hakodate-ct.ac.jp/~moriya/class/2Ssensing/text/006_01transistor.pdf
https://sagara-works.jp/research-and-development/electronics/transistor-basic/transistor-switch/
https://vintagechips.wordpress.com/2013/09/28/1345/
http://www.feijoa.jp/laboratory/raspberrypi/transistor/
http://www.op316.com/tubes/tips/semicon08.htm