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LBCK05 – LED Vf・If測定器

頒布は終了しました

これは、LEDを点灯させた状態でそのときのVFとIFを測定する装置です。実際の明るさを見ながら電流制限抵抗の値を決めるのに便利です。5Vや12Vなどのいくつかの代表的な電圧での電流制限抵抗の値を計算(表示)させることもできます。

トランジスタ技術2023年5月号で「便利ツール!LEDのVF&IFチェッカの製作」としてLBCK04を発表しました。本機LBCK05は、その後継機です。

前モデルと機能面での違いはありません。前モデルがArduino UNOのシールドとして作ったものに対して、今回はマイコンを内蔵たしことが特徴です(Arduino不要で単独で動きます)。また、若干、小型化しています。

概要・特徴

  • LEDを点灯させてそのときのVFとIFを表示する。
  • 3V、5V、9V、12Vでの電流制限抵抗の値を計算し、表示する。
  • LEDは二つ同時に測定でき、明るさを比較できる。
  • 表示LCDのバックライトは輝度調節可能(前モデルは点灯か消灯の二択)。
  • 電源は5~12V(Arduino UNOと同じ)。

大半の部品をチップ化し、予め実装しています。したがって、自分でハンダ付けする部品は電解コンデンサ、ジャック、可変抵抗、スイッチ、マイコン(ICソケット)などの大きめのものだけです。

動作・測定の原理は、マイコンでPWMを発生させ、それを平滑したものでLEDドライバのトランジスタを駆動し、下の図のA2とA3を測定します。A3の電圧がLEDのVF、A2の電圧からA3の電圧を引いたものをRで割ったものがこの抵抗に流れる電流(=LEDのIF)です。

詳しい話は、トランジスタ技術2023年5月号をご覧ください。

トランジスタ技術 2023年5月号

トランジスタ技術 2023年5月号

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使い方

電源を挿せば動作します(電源スイッチはありません)。電源ジャックは、2.1/5.5mmの一般的なもので、センタプラスです(Arduino UNOと同じ)。電源電圧もArduino UNOと同じで、7~12Vです(部品の仕様上は20Vくらいまで大丈夫だろうと思いますが実際の確認はしていません)。

LCDのコトンラストとバックライトを見やすいように調整します。

VF、IF測定

テスト対象のLEDを挿します。向きは下の図にもあるように、上がアノード、下がカソードです。ソケットは2×2のものを使っていますが、上の二つ、下の二つは、それぞれ同じです。1×2のソケットは不安定(ぐらつきやすい)ので2×2のものを使っています。

それぞれのLEDに対応するボリュームを回すとLEDの明るさが変ります。

上の図では、左側のLED(赤)のVFが1.78V、IFが0.63mAを表しています。同様に右側のLED(緑)は2.18Vと0.06mAです。最近のLED、特に緑のものは非常に明るいです。パイロットランプ目的なら0.1mAも流せば明るすぎるくらいです。

ソケットと比べてLEDの足は細いので接触させづらいです。足を少し広げて挿すなど工夫してください。

下のスライドスイッチを切り替えることで、LEDに流す電流の上限を切り換えられます。Hi側ではLEDの定格電流を超える可能性がありますので注意してください。

また、実用的とは言い難いですが、チップLEDも一応乗せられます。

電流制限抵抗計算

タクトスイッチを押すと対応する側のLEDについて、3V、5V、9V、12Vの場合の電流制限抵抗の値を計算して表示します。

上の例では、1側(左側)のLEDで、3Vの場合は1.9kΩ、5Vの場合は5.1kΩ、9Vの場合は11kΩ、12Vの場合は16kΩという意味です。

両方のタクトスイッチを同時に押した場合は左側が優先されます。

バックライト

二つのLEDの明るさを比べるなどの際、LCDのバックライトが邪魔になるようなら、バックライトの明るさを絞ってください。

製作偏

回路図と部品表

こちらからダウンロードできます。

ソースコード

ソースコードは、基本的にLBCK04と同じです。今回の基板にまとめるにあたり、配線の引き回しの都合でマイコンのピンの割り当てを変えたので、それに合わせています。

LBCK04のソースコードはトランジスタ技術誌のダウンロードサイトから入手できます。

また、動作チェック用に、ハートビートLEDを付けました(動作中、点滅し続けます)。

コンパイルは、Arduino IDEでMiniCoreを使って、マイコンの指定をATmega8にします。クロックは、8MHz Internalです。

基板組立て

基板分割

本機の基板は上のようになっています。同じものが二つあるように見えますが、上が底板、下が回路基板です。本来は底板部は回路バターンはないのですが、基板屋さんの手違いで底板になるはずの部分にも回路パターンが形成されてしまいました。部品は下側にしか実装されていません。できてしまったものはしょうがないので、ここのまま受け入れることにしました。ご了承ください。

上下は細いつなぎ部でつながっているだけです。手で曲げれば簡単に分割できます。バリはヤスリで削り落としてください。

部品実装

電解コンデンサや可変抵抗、スイッチなどをハンダ付けします。

電解コンデンサ

背の高い電解コンデンサ(細い方)は倒して実装します。上の写真を参考にしてください。また、背の低い方も基板にピッタリ挿し込んで浮かないようにします(上にLCDモジュールが乗りますので、それに当たらないように)。

足は短く切ってください(底板に当たらないように)。

電解コンデンサは極性(向き)に注意してください。
電源ジャック

足が長すぎて底板に当たってしまうので適当に切ってはんだ付けしてください。

底板との距離(スペーサの厚さ)は2mmです。

LCD用ピンヘッダ/ソケット

LCDに01×16のピンヘッダをハンダ付けします。

本装置基板側には01×16のピンソケットをハンダ付けします。

ピンソケットとピンヘッダを挿したときの長さは11mmなのですが、11mmのプラスチック製スダンドオフは手に入らないので12mmのものを使っています。そのため、上の写真のように少し隙間が空いてしまいます。実用上は問題ないと思いますが、気になるなら金属製のものであれば手に入りますのでそれを使ってください。ピンソケットを基板から浮かしてはんだ付けするのも手だと思います。

非実装部品

SW3はリセットスイッチですが、使わないので実装しません。

J4(02×03のピンヘッダ)はマイコン書込み用です。マイコンは書き込み済みですので、このJ4も実装しません。

底板取付け

底板を手で持って裏からM2.5x8mmのビス(四本)を差し込みます。

CDケースなど、適当なかたいものを充てがいます。

このままひっくり返します。

ビスにスペーサを挿し込みます。

基板を載せ、スタンドオフでネジ止めします。

マイコンをソケットに挿します。左下が1番ピンです。

この状態(つまり、マイコンを挿し、LCDモジュールを付けない状態)で電源を入れると動作確認用のLEDが点滅します(ハートビート)。

もし点滅しなければ、ハンダ付ミス(ブリッジ、付け忘れ等)がないか、マイコンの向きはあっているかなどチェックしてください。

底板の適当な位置にゴム足を貼り付けます。

LCDモジュールを取付け、M2.5x5mmのビスで固定すれば完成です。

頒布

頒布品はキット(部品セット)です。完成品ではありません。

頒布をご希望の方は、下記注意事項等をご確認の上、下のフォームからお申し込みください。

【注意事項】

  • 部品の調達の都合上、上の写真とは異なる場合があります。
  • コストダウンのため、ほとんどの部品は海外通販で調達しています。
  • 本機のマニュアルは当ページがすべてです。紙媒体はありません。また、本機は電子工作の経験がある程度ある方を対象としております。電子工作の基本については、こちらのページに参考になりそうなサイトなどをまとめてあります。
  • 資源の有効活用のため、梱包材は再利用することがあります。ご了承ください。
  • 仕様や頒布価格は予告なく変更することがあります。
  • 本機の組立てや使用による怪我・事故等には責任を負いません。

【価格】

  • 頒布価格: 2,700円
  • 送料: 280円
  • 支払い方法: 銀行振込

【申込みフォーム】

※これは申込み専用フォームです。申込み以外(問合せ等)には使用できません。

こちらにご入力いただいたメールアドレス宛に、追って、振込先等をお知らせします。入力ミスのないようお願いします。また、ここにご住所等は書かないようにお願いします。

このフォームでお申し込みいただいた時点では、注文が確定されるわけではありません。タイミングによっては、在庫が切れている場合もあります。自動注文システムではなく手動での対応ですので、何卒、ご了承下さい。

終了しました

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