CMOS555長時間青色LEDフラッシャー

部品と材料

• 2つのAAAバッテリー
• バッテリークリップ（ラジオシャックカタログ＃270-398B）
• U1-1CMOS TLC555タイマーIC（Radio Shackカタログ番号276-1718または同等のもの）
• Q1-2N3906 PNPトランジスタ（Radio Shackカタログ＃276-1604（15パック）または同等品）
• Q2-2N2222 NPNトランジスタ（Radio Shackカタログ＃276-1617（15パック）または同等品）
• CR1-1N914ダイオード（Radio Shackカタログ＃276-1122（10パック）または同等品、手順を参照）
• D1-青色発光ダイオード（Radio Shackカタログ番号276-311または同等のもの）
• R1-1.5MΩ1/ 4W 5％抵抗
• R2-47KΩ1/ 4W 5％抵抗
• R3-2.2KΩ1/ 4W 5％抵抗
• R4-620Ω1/ 4W 5％抵抗
• R5-82Ω1/ 4W 5％抵抗
• C1-1 µFタンタルコンデンサ（Radio Shackカタログ272-1025または同等品）
• C2-100 µF電解コンデンサ（Radio Shackカタログ272-1028または同等品）
• C3-470 µF電解コンデンサ（Radio Shackカタログ272-1030または同等品）

相互参照

電気回路の教訓 、第1巻、第16章：「電圧と電流の計算」

電気回路の教訓 、第1巻、第16章：「未知の時間の解決」

電気回路の教訓 、第3巻、第4章：「バイポーラ接合トランジスタ」

電気回路の教訓 、第3巻、第9章：「静電放電」

電気回路の教訓 、第4巻、第10章：「マルチバイブレータ」

学習目標

• RC時定数の実用的なアプリケーションを学ぶ
• いくつかの555タイマーのAstableマルチバイブレーター構成の1つを学ぶ
• デューティサイクルの実用的な知識
• ESDに敏感な部品の取り扱い方法
• トランジスタを使用して電流ゲインを改善する方法
• コンデンサを使用してスイッチで電圧を2倍にする方法

回路図

イラスト

手順

ノート！このプロジェクトでは、静電気に弱い部品であるCMOS 555を使用します。第3巻、第9章、静電放電で説明されているように保護を使用しない場合は、 、あなたはそれを破壊する危険を冒します。

この回路は、前の2つの実験に基づいており、それらの機能を使用して追加しています。青と白のLEDのVf（順方向降下電圧）は、ほとんどの場合よりも高く、約3.6Vです。 3Vバッテリーは助けなしでは駆動できないため、追加の回路が必要です。

前の回路と同様に、LEDには0.03秒（30ms）のパルスが与えられます。 C3は、このパルスの電圧を2倍にするために使用されますが、これを実行できるのは短時間だけです。 LEDはこの短い持続時間のためにこの回路では実用的ではありませんが、青色LEDは後で発明されたため、一般的に予測可能です。

この特定の設計は、単一の1 1 / 2Vバッテリーでも使用できます。基本コンセプトは、現在は廃止されているICであるLM3909を使用して作成されました。これは、赤色LED、IC、およびコンデンサを使用していました。この回路と同様に、単一のDセルで1年以上赤色LEDを点滅させることができます。新しい赤色LEDがVfを1.5Vから2.5Vに上げたとき、この古いチップはもはや実用的ではなく、多くの愛好家にはまだ見落とされています。 11 / 2Vバッテリーを試したい場合は、R5を10Ωに変更し、より優れたCR1を備えた赤色LEDを使用してください（次の段落を参照）。

CR1はこのコンポーネントに最適な選択ではありません。これは一般的なパーツであり、機能するために選択されました。このアプリケーションでは、ほとんどすべてのダイオードが機能します。ショットキーダイオードとゲルマニウムダイオードの電圧降下ははるかに少なく、シリコンダイオードの降下電圧は0.6〜0.7V、ショットキーダイオードの降下電圧は0.1〜0.2V、ゲルマニウムダイオードの降下電圧は0.2V〜0.3Vです。これらのコンポーネントを使用すると、回路の効率が向上するため、電圧降下の減少がLEDの強度を明るくすることになります。

動作理論

Q2はこの回路が使用するスイッチです。 Q2がオフの場合、図1に示すように、C3はバッテリー電圧からダイオード降下を差し引いた電圧まで充電されます。青色LED Vfは3.4V〜3.6Vであるため、実質的に回路から外れています。

図2は、Q2がオンになったときに何が起こるかを示しています。コンデンサC3 +側は接地されており、-側が-2.4Vに移動します。ダイオードCR1はバックバイアスされ、回路から外れています。 -2.4Vは、R5とD1を介してバッテリーの+ 3.0Vに放電されます。 5.4Vは、青色LEDを点灯するために多くの追加電圧を提供します。 C3が放電するずっと前に、回路が元に戻り、C3が再び充電を開始します。

LM3909ではCR1は抵抗器でした。ダイオードは、R4を最大値にすることにより、電流を最小限に抑えるために使用されました。オフの場合、青色LEDが薄暗い青色に光る場合があります。これは、理論と実践の違いを示しています。3Vは、導通していない場合でも、青色LEDからの漏れを引き起こすのに十分です。この電流を測定すると、非常に小さくなります。