CMOS 555長時間青色LEDフラッシャー：実践的555非安定回路チュートリアル

部品と材料

• 単3電池2個
• 電池クリップ（Radio Shack #270‑398B）
• U1 — CMOS TLC555タイマーIC 1個（Radio Shack #276‑1718または同等品）
• Q1 — 2N3906 PNPトランジスタ（Radio Shack #276‑1604または同等品）
• Q2 — 2N2222 NPNトランジスタ（Radio Shack #276‑1617または同等品）
• CR1 — 1N914ダイオード（Radio Shack #276‑1122または同等品 — 注記参照）
• D1 — 青色LED（Radio Shack #276‑311または同等品）
• R1 — 1.5MΩ ¼W 5% 抵抗
• R2 — 47kΩ ¼W 5% 抵抗
• R3 — 2.2kΩ ¼W 5% 抵抗
• R4 — 620Ω ¼W 5% 抵抗
• R5 — 82Ω ¼W 5% 抵抗
• C1 — 1µFタンタルコンデンサ（Radio Shack #272‑1025または同等品）
• C2 — 100µF電解コンデンサ（Radio Shack #272‑1028または同等品）
• C3 — 470µF電解コンデンサ（Radio Shack #272‑1030または同等品）

関連リファレンス

• Lessons In Electric Circuits、第1巻、第16章 — 「電圧と電流の計算」
• Lessons In Electric Circuits、第1巻、第16章 — 「未知時間の解法」
• Lessons In Electric Circuits、第3巻、第4章 — 「バイポーラ接合トランジスタ」
• Lessons In Electric Circuits、第3巻、第9章 — 「静電気放電」
• Lessons In Electric Circuits、第4巻、第10章 — 「マルチバイブレータ」

学習目標

• 実回路でRC時定数原理を適用する
• 555タイマーを非安定マルチバイブレータ構成で実装する
• デューティサイクルとLEDパルスへの影響を理解する
• ESD感受性部品の取り扱いを練習する
• トランジスタで電流利得を高め、ICを保護する
• コンデンサで一時的に電圧を倍増し、高Vf LEDを駆動する

回路図

イラストレーション

手順

CMOS 555 ICは静電気放電に非常に敏感なため、Lessons In Electric Circuits、第3巻、第9章で説明されているように、静電気放電スリーブやアース接地ストラップで保護してください。

青色LEDの順方向電圧は約3.6Vで、単3電池2個の3Vを超えます。この回路はタイミングコンデンサ（C3）を使用して瞬間的に電圧をブーストし、30msパルスでLEDを点灯させます。

この設計は単一の1.5V電池でも動作します。その場合、R5を10Ω抵抗に置き換え、赤色LEDを使用してください。このボードの着想元となったLM3909ベースのプロトタイプは、単一D電池で1年以上動作しました。

CR1の役割は単に電圧をクランプすることです。シリコンまたはショットキーダイオードなら何でも適切に機能します。低降下ダイオード（例：ショットキー）は効率とLED輝度を向上させます。

動作理論

Q2がオフのとき、C3はダイオード降下を引いた電池電圧まで充電され、青色LEDを分離します。Q2がオンになると、C3の負極が−2.4Vに引き下げられ、ダイオードが逆バイアスとなり、蓄積エネルギーがR5とLEDを通じて放電し、5.4Vパルスを生成してLEDを点灯させます。

C3が急速に放電するため、LEDは短いパルス中のみ可視です。3Vでのリーク電流により、名目上オフのときに微かな輝きが生じることがあります。これは一般的な実世界の観察です。