Top / K4 Electronic Glowworm

K4 Electronic Glowworm

目次 †

K4 Electronic Glowworm †

• AVIOSYSの電子キット。
• 周りが暗くなると蛍のようにLEDが点滅し始める回路。
• 製作時間20分、デバッグ10分。
• 完成後、動作しているところを動画にした＞CIMG2117.AVI。
  • 電気を消すと、LEDが点滅し始めていることを確認できるはずだ。

内容物 †

部品 †

回路図 †

• R2のところはCdSを接続する。
• SW1のところは0Ωの抵抗器を接続する。

原理 †

CdSを利用して光の明暗でLEDを制御する †

　CdSに光が当たる量によって、LEDの点滅が変化する。CdSは光が当たると抵抗値が下がり、暗くなると抵抗値が上がる。例えば、明るいときはCdS=約7.5kΩ、暗いときはCdS=約120kΩに変化する。

　次のような分圧回路を考える。こうすれば暗くなったときにAB間の電圧が大きくなり、LEDが点灯することが期待できる。

　AB間の電圧は次の式で計算できる。

[1]明るいとき

　よって、LEDは点灯しない。なぜならば、LEDの点灯には約1.6[V]が必要だから。

[2]暗いとき

　よって、LEDは点灯する。

トランジスタのスイッチング機能を活用してLEDを制御 †

　本キットでは、トランジスタのスイッチング機能をうまく利用してLEDを制御している。

[1]明るいとき

• CdSの抵抗が小。
• ⇒Q2のBの電位が小。
• ⇒Q2のBには電流が流れない。
• ⇒Q2はOFF。
  • スイッチング機能
• ⇒Q2のCに繋がるQ1のBにも電流は流れない。
• ⇒Q1はOFF。
• ⇒Q1のEからCへ電流は流れない。
• ⇒Q1のCと繋がるLEDに電流は流れない。
• ⇒LEDは光らない。

[2]暗いとき

• CdSの抵抗が大。
• ⇒R1からの電流がQ2のBに流れる。
• ⇒Q2はON。
• ⇒Q2のCからEへ電流が流れる。
• ⇒Q1のBから電流が吸い出される。
• ⇒QはON。
• ⇒Q1のEからCへ電流が流れる。
• ⇒Q1のCと繋がるLEDに電流が流れる。
• ⇒LEDが光る。

LEDが点滅する理由 †

　Q1がONになると、C1（10[μF]の電解コンデンサ）が充電される。コンデンサに十分に電気が溜まると、コンデンサの両端に電圧が生まれる。

　コンデンサの電圧が大きくなれば、その分Q2のBの電位は下がる。下がり続けると、Q2のBの電位が低すぎて、しきい値を越えるとQ2がOFFになる。Q2がOFFになれば、Q1もOFFになる。よって、LEDは消灯する。

　しかし、LEDは消灯したままではない。そのうちにコンデンサに溜まった電気がLEDに少し流れて、コンデンサが放電される。すると、またQ1はONになり、Q2もONになる。よって、LEDが点灯する。

　この繰り返しにより、LEDは点滅するのである。