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目次

コンデンサのタイマー作用によるタイマー回路

単安定マルチバイブレータ回路利用によるタイマー回路

電子ブロックminiによる時限タイマー

  • 抵抗器コンデンサを使ったタイマー回路である。
  • リード線の端子を接触させてLEDをつける。接触させたリード線の端子を離すと、しばらくしてからLEDが消える。

ブロック配置図

  • 赤色の抵抗ブロックを変更することで、タイマーの時間を変更できる。

回路図

  • リード線を接触させて47μFをフル充電させる。
    • このとき、LEDは点灯している。
  • リード線を離すと、47μFに溜った電荷が10KΩ+80KΩを通して放電が始まり、トランジスタのベース電圧がゆっくり下降し、あるときオフになる。
  • 2つのトランジスタをダーリントン接続でLEDと接続しているため、ベース電圧がゆっくり下降しても切れのよい消灯になる。

電子ブロックminiによるセルフタイマーの原理回路

  • メインスイッチをONにするとLEDがつく。リード線の端子を一瞬接触させ、すぐに離すと、一旦消えたLEDが2秒ほどしてから再び付く。
    • コンデンサによってタイマーの作用が働くため、リード線を離してからLEDが付くまで、時間差が生じる。
  • 時間をおいてからシャッターを切る、カメラのセルフタイマーはこの原理を用いている。

ブロック配置図

  • 赤い四角で囲ったコンデンサブロックを変更することで、タイマーの時間が変わる。

回路図

  • 4.7KΩ+80KΩと47μFで充放電回路を形成する。
  • まず、リード線の端子を接触させると、47μFが放電する。
  • リード線を離すと、4.7KΩ+80KΩを通して充電が始まり、トランジスタのベース電圧がゆっくり上昇し、コレクタ電流が流れ出したときにLEDが点灯する。
  • LEDは増幅殿大きいダーリントン接続で駆動されるため、ベース電圧がゆっくり上昇してもメリハリのある点灯が得られる。

シュミット・トリガー回路

[例]冷蔵庫はコンプレッサーで圧縮された冷媒を使って庫内を冷やしている。5度を境にON/OFFする温度調整器を作った場合を考えている。ドアの開け閉めやわずかな風でセンサー温度が微妙にゆれると、コンプレッサーのON/OFFが頻繁に行われ、コンプレッサーの寿命に影響が出てしまう。
この問題を解決するために、温度調整器にシュミット・トリガー回路が使われている。

温度調節を5度に設定した場合、6度でコンプレッサーをONにして、庫内温度が下がると4度でコンプレッサーが止まるようにする。一度ONになると4度に下がるまでON状態が続き、4度以下でOFFになると6度を超えるまでOFFのままになる。
この設定温度差をヒステリシスと呼び、これによって微妙な温度変化に対しても安定した運転ができる。 ◇

電子ブロックminiによるシュミット・トリガー式タイマー

  • メインスイッチをONにすると、LEDが付く。
  • リード線の端子を一瞬接触させると消える。
  • リード線の端子を離してから、約6秒後、自動で再びLEDが付く。

ブロック配置図

  • 赤い四角で囲ったコンデンサブロックあるいは抵抗ブロックを変更することで、タイマーの時間が変わる。
    • 例えば、4.7KΩの抵抗を80KΩに、47μFのコンデンサを10μFに変更すると、LEDが消えてから自動的に付くまでの時間を約3秒に変えられる。

回路図

  • シュミットトリガー回路の特徴により、不安定なコンデンサのチャージ電圧でもON/OFFがはっきりする。
    • 入力電圧を上げていくと、ある電圧でLEDが立ち上がり、よく付く。
    • 一方、入力電圧をゆっくり下げていくと、少し低い電圧でずっと消灯する。
  • シュミットトリガー回路のヒステリシスは、エミッタ抵抗とコレクタ抵抗の比率で設定できる。

参考文献

  • 『大人の科学magazine Vol.32』