信頼性の高いLED電圧インジケーター自作：4つのシンプルDIYプロジェクト

正確な結果を得る測定機器を構築する予定なら、LED電圧インジケーターは検討すべき必須ツールです。

しかし、DIY LED電圧インジケーターの作成や既存プロジェクトへの実装は少しトリッキーかもしれません。

そのため、この記事を特別に用意しました。

ここでは、LED電圧レベルインジケーター回路を定義し、デバイスで構築できる非危険な電圧プロジェクトを多数紹介します。

準備ができたら、始めましょう。

LED電圧インジケーターとは

簡単に言えば、LED電圧インジケーターはLEDライトを使用して直流と交流の両方の電圧レベルを監視するものです。したがって、電子デバイスの現在のしきい値電圧を測定するのに最適です。また、インジケーターを使用してメイン電源やバッテリーの定電流レベルを監視することもできます。

また、スケーラブルなLEDレベル電圧インジケーターの電圧値を、結果としての測定量に変更できます。

場合によっては、AC/DC電圧測定に加えて温度と電流を測定するLEDレベル電圧温度インジケーターも見つかります。LEDディスプレイは電圧値と電圧の有無を表示します。さらに、様々な電子機器で使用できます。

4つのDIY LED電圧インジケータープロジェクト

ここでは、自宅でできる4つのLED電圧インジケータープロジェクトを見ていきます。

1. ツェナーダイオードを使用したシンプル電圧レベルインジケーター

このセクションでは、ツェナーダイオードを使用した電圧レベルインジケーターの構築方法を紹介します。

ツェナーダイオードは、電子デバイスが特定の電圧レベルに達するとブレークダウンします。また、回路で逆バイアスが発生すると電流を伝導します。したがって、ツェナーダイオードのブレークダウン電圧が回路を流れる電流を担っています。

必要な部品

• LED
• 220Ω抵抗器
• 1N4733 5.1Vツェナーダイオード

手順

1. まず、ツェナーダイオードを逆バイアスモードで電源に接続します。その後、220Ω抵抗器を回路に設置します。これにより、LEDへの電流を制限します。また、電源が基板に電圧を供給します。

2. 次に、異なるダイオードを入れ替えることで、様々な電圧閾値を得るために回路を変更できます。

3. 次に、セットアップを基板に半田付けし、段ボールや紙テープで保護し、LEDライトを配置します。

4. 最後に、マーカーで紙テープや段ボールに様々な電圧レベルをマークします。

2. 2つのLEDを使った簡単オン/オフインジケーター

「オン/オフ」バッテリーインジケーターは、初心者向けのかなり簡単なLED回路プロジェクトです。

必要な部品

• LED（2個）
• 1000µFコンデンサ
• SPDTスイッチ（オン/オフスイッチ）
• 9V電池

手順

1. まず、オン/オフスイッチを9V電池に接続します。

2. 次に、2つのLEDを抵抗器とコンデンサをそれぞれ右側と左側に接続して結合します。その後、「オン」スイッチをクリックすると、電流が即座に回路に入ります。これによりLED2が消え、LED1が一瞬点灯して消えます。「オフ」スイッチをクリックすると、LED1が消え、LED2が一瞬点灯して消えます。

インジケーターをオンにすると、電流が抵抗器を経由してLED1に流れます。インジケーターライトが一瞬点灯して消え、コンデンサが充電を開始します。コンデンサが完全に充電されるとLED1がオフになります。逆バイアス電圧のため、LED1には何も起こりません。

3. 12Vバッテリー用バッテリー自動カットオフ/レベルインジケーター

ここでは、LM3914 ICを用いたバッテリー容量レベルインジケーターの作成方法を紹介します。また、現在のバッテリー充電器に必須機能を追加する方法と、バッテリー充電が完了したら充電電圧をカットオフする方法も紹介します。

必要な部品

• 電圧レギュレータLM3914 (U1)
• LEDライト（10個）
• 抵抗器（5個）
• コンデンサ（2個）
• 12V DCリレー (J1)
• ボルテメーター (P1)
• 1N4001ダイオード (D1, D2)
• 入力 (CN1)
• 充電器 (CN2)

手順

1. 回路図設計を作成。メインアイデアは、コンポーネントを組み合わせる前にバッテリーレベルインジケーター設計を作成することです。

2. PCB設計を行う。回路図設計後、PCB設計を作成します。信頼できるPCBメーカーから購入することも選択できます。

3. すべてのコンポーネントと必要なツールを揃える。半田ワイヤー、ペンチ、半田ごて、マルチメーターなどのツールが必要です（コンポーネント以外）。

4. すべてのコンポーネントをPCBに実装（半田付け）。半田付け時、LM3914 ICを正しいノッチ方向で取り付けてください。破損時に簡単に交換できる便利なICホルダーの使用が理想的です。

5. プロジェクトを完成。組み立て後、12Vバッテリーを回路に接続。デバイスをバッテリーの下限・上限電圧に基づいてキャリブレーション。2つの可変抵抗器で実現できます。負荷をバッテリーに接続後、充電レベルをチェックし、バッテリー充電が完了したらパックを切り離します。

また、バッテリー充電器にリレーを接続することも選択できます。バッテリーが最大充電に達したら電源がシャットダウンします。このプロジェクトに追加できる優れた充電制御機能です。

4. LED AC電圧インジケーター回路の作成方法

このセクションでは、LED AC電圧インジケーター回路の作成方法について説明します。このLED AC電圧インジケーター回路で、120Vまたは220Vの家庭用AC入力電圧レベルを表示できます。

必要な部品

• トランス（0-6V/500mA）
• コンデンサ（1000µF/25V）
• 1N4007ダイオード (D1)
• 赤色拡散LED（5個）（5mm）
• 抵抗器（10個）（1kΩ 1/4ワット、CFR）
• トランジスタ（5個）（BC547）
• プリセット（5個）（47kリニア）
• 6インチ×2インチ汎用基板
• ツェナーダイオード（5個）（3V/400mW）

手順

1. 上記回路図に従い、必要なすべてのコンポーネントを整理して配置します。

2. 次に、半田ごてでトランスをACメインに接続。その後、トランスの二次出力を回路の負のポイントに接続。

3. その後、ワニ口クリップ/ワイヤーを組み立て、ワイヤーの端を1N4007ダイオードに半田付け。

4. 次に、ワニ口クリップをトランスの3V出力に接続。P1を調整してLED1が発光し始めるまで調整。

5. クリップをトランスの12、9、7.5、6ボルトに接続。残りのP5、P4、P3、P2を適切なLEDが様々な電圧で点滅するように調整。

6. 最後に、6ボルトトランスをPCBに挿入。その後、電源をオンにすると3つのLEDが発光します。

まとめ

ここで得たLED電圧インジケーターに関する情報で、DIYプロジェクトを構築できます。簡単に言えば、4つのプロジェクトから選択できます。しかし、初心者や新人エンジニアの場合、2つのLEDを使った簡単オン/オフバッテリーインジケーターから始めることをお勧めします。

最後に、プロジェクトを始める前に、高品質なコンポーネント、特にPCBとLEDを入手してください。OurPCBでは、LED電圧インジケータープロジェクトに使用できる頑丈で信頼性の高いPCBとLEDを製造しています。

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