7セグメントLEDの表示回路は、タクトスイッチを押して、
数字を0～9まで順番に表示させていくものとしました。
ただ、それだけの動作ですが、7セグメントに数字を表示させる、
というだけで、電子工作をやった気がしませんか？！
自分で組み立てた回路が思い通りの動きをするってだけで、
とてもうれしいし、達成感を感じます。
写真です。
タクトスイッチを3回押したところです。
「３」が表示されます。
リセットスイッチを押すと「０」に戻ります。
これだけの回路ですが、タクトスイッチのところにパルスを入れれば、そのパルスをカウントする回路になります。
カウンターICをたくさんつなげて、7セグLEDを増やせば桁数を上げることもできます。
窓の外の通行人をカウントするときに！
友達がなわとびを飛ぶ回数を数えるときに！
たくさんあるビー玉を数えるときに！
あまり日常的には使い道はないかな・・・。
でも、電子回路の知識もいろいろなものを作った経験が多い方が上達します。
というわけで、これもキット化します！
ユニバーサル基板に部品をハンダ付けしていくタイプにします。
7セグの表示器で数字を点灯する回路はどうかな、と思い、キットにすることを考え中です。
7セグとは、「８」の字にLEDを配置した 数字を表示することができるものです。
ここには7個のLED （右下のドット部を入れると8個）のLEDが入っていて、
点灯させるにはそれぞれに制限抵抗を入れて、電流を流せば良いです。
今、考えているのが、タクトスイッチを押すたびに 0から9までの数字が
１つずつ上がって表示される、というものです。
この場合、タクトスイッチを押すたびにデータが変わっていくカウントICを使います。
カウントICには、74HC390 というものが良いかなと思います。
これは、2進数のデータとして出力し、10でリセットされるものです。
このICからのデータを74HC4511 という、7セグを点灯させることのできるICに
入力します。
回路は簡単、ハンダ付けが少し面倒かな、という気がしますが、
電子回路の動作が実感できるものと思います。
どうですかね。
ブレッドボードで作ってみました。
大容量コンデンサを 2個直列にしたのを２組並列にして日中充電させました。
夜になりLEDの点灯持続時間を測ったところ、約30分でした。
コンデンサ4個を並列にしたもので、点灯時間は約1時間だったので、
だいたい半分。
コンデンサの容量が半分になったので、LEDの点灯時間も半分になった、
ということですね。
コンデンサの耐圧を増やすことは、LEDの点灯持続時間に関係はありませんでした。
当たり前といえば当たり前でした。
でも、20F の容量で、LED1個の点灯時間って、1時間程度しかないのでしょうか。
充電する時間が足りないのかな。
昨日改造したガーデンライトを太陽光で半日充電し、夜にLEDの点灯持続時間を
調べてみました。
電池を大容量コンデンサに代えたものです。
5F, 2.5V のコンデンサを4個並列にしましたが、
LEDの点灯時間は、約60分でした。
だいぶ少ないと思いましたが、こんなもんなのかな。
並列のほうが容量が大きくなって点灯時間には有利かなと思いましたが、
もしかしたら違うのでしょうか。
直列にして耐電圧を2.5V→5Vにするとどうなるか？
実験してみます。
今度は、2個並列にしたものを2組つくり、それを直列にしてみました。
2個の並列接続で容量は、5F×2 = 10F
これを直列にするので、10F÷2=5F の容量になります。
直列にしたので耐電圧は 2.5V×2 = 5V になります。
これはLEDの点灯時間に関係するのか、普通は関係ないと思うのですが・・・。
はっきりさせるために実験します。
結果は、また。
２年くらい前にダイソーでガーデンライトを買いました。
100円だったので安い！と思わず買ってしまったものです。
今でも夜になると光りますが、1～2時間くらいでLEDが消えてしまうように
なりました。
黄色のLEDです。
LEDを光らせるためのICです。CX2602と書いてあります。
調べたところ、ソーラーパネルからの電圧に応じて、LEDを点灯させたり、
充電池を充電したりしているようです。
充電池です。 1.2V 80mAh Ni-MH, charge 8mA 14h と表記があります。
8mAで 14時間充電させる、という意味でしょうか。
ちなみに Ni-MH はニッケル水素電池です。
電極部分にサビが見られます。ガーデンライトなので、ずっと外に置いていました。
これに代わる電池が無かったので、大容量コンデンサに置き換えてみました。
コンデンサは 2.5V, 5F を並列に4個つなげました。
コンデンサの並列なので合計容量は 5F×４ ＝ ２０Ｆ！
ケースの中に押し込みました。
容量としては結構大きい気がします。
どのくらいLEDが点灯をつづけるのか分かりません。
今度、確かめてみます。
まずは、太陽光で充電させないといけません。
数年前にIKEAで買った手回し充電ライトが充電できなくなりました。
ハンドルをまわして充電して使うもので、キャンプに持って行って重宝していました。
ハンドルをまわしている間は点灯しますが、充電できないようで回すのをやめると
ライトが消えてしまいます。
本体を振るとカタカタと音がします。
充電池が外れているのでは、と考えました。
バラそうとしましたが継ぎ目は外れません。溶着されているのかなと思い、
継ぎ目にマイナスドライバーを無理やり押し込んでこじあけました。
あけました。
溶着ではなく、はめ込み式だったようで、ハンドル側のツメが折れてしまいました。
本体側のギアを外すと基板があり、基板を外してみるとその奥にコンデンサが
落ちていました。
基板にハンダ付けされていた箇所から取れてしまっていました。
しっかりとハンダ付けされていなかったようです。
奥にコンデンサが！！
5.5V, 1F と書いてあります。大容量コンデンサです。
基板のおもて面です。中央の「＋」「－」と書かれているところに、コンデンサがあった
ようです。
基板のうら面です。
ハンダ付け箇所が外れています。
ハンダ付け時の熱が足りなかったのでしょうか。コンデンサの端子とハンダが
よくなじんでいなかったのだと思います。
このコンデンサをハンダ付けしたところ、正常に充電できるようになりました。
リチウムイオンの充電池が入っていると思いましたが、大容量コンデンサに充電
していました。
コンデンサならリチウム電池に比較すると充電回数による劣化は少ないのでしょうか。
まだまだ使えそうです。
ケースのツメを折ってしまったので、ビニールテープでとめました。
（カメラのフラッシュを点けたら、本体の色がピンクっぽく映りました）
以前、どこかで入手したソーラー充電式の小さなライトを引き出しの中で見つけ、
スイッチを入れてみたところ点灯しませんでした。
分解してみました。
白色LEDと充電池とタクトスイッチがありました。
LED用の制限抵抗は見当たりません。電池直結で、並列接続でした。
テスターでLEDのVFを確認したところ、3個のLED中1個だけ壊れていました。
電池には LIR2032の表記があり検索したところ、
リチウムイオン、コイン充電池、3.6V, 40mAh の仕様でした。
ちなみに Amazonで この仕様の電池は \265で売られていました。
安いような、高いような・・・。
電池の電圧を測ると、ほぼ0Vで放電状態。
しばらく太陽光に当てましたが、充電されませんでしたので充電池も壊れている
ようです。
このライトを手に入れたころは、小さいわりに結構明るく光っていました。
その明るさは、制限抵抗を入れずに充電池から直接LEDに電流を流していた
からなのでしょうか。
電池の内部抵抗で電流が制限されるのを利用していたのでしょうか。
ちょっと分かりませんが、電流を流しすぎていたためLEDが壊れてしまった？
電池は充電回数による劣化？
とにかく、LEDと充電池が使えません。
LEDを取りかけました。白色がなかったので黄色にして、制限抵抗も入れてみます。
手元にあった大容量コンデンサ（5F, 2.5V) を電池の代わりにつけてみました。
電圧を5Vにするため直列にしました。
コンデンサの直列なので、容量は半分の 2.5F です。
日の当たる室内に数時間置いて充電しました。
結構明るく光りました。
でもコンデンサがケースに入りません！！
NAND回路IC (74HC00)を使って発振回路をつくり、発振波形で圧電スピーカーを鳴らす電子工作です。
発振回路は抵抗値で発振周波数を決められるので、抵抗部分にCdsセルを使い、
手を近づけたり遠ざけたりしたときの明るさの変化で発振周波数が変わるようにしました。
発振周波数が変わると音程が変わります。
手の動きで音程が変わるようになります。
ハンダ付けはちょっと多いですが、回路は簡単なので迷うことは無いはずです。
音が出るとちょっとうれしいですね。
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リモコン受光モジュールという部品があります。
かつて、オーディオメーカーで設計者として働いていたころ、
リモコンを受ける部品として、よく目にしていました。
そんなリモコン受光モジュールが秋葉原の秋月電子でも販売されています。
これは、リモコンから発射された赤外線信号を受けて、受けた信号をそのままの
パルスで出力するものです。
リモコンの1つのボタンを押すとそのボタンを表すコードがパルス信号として
赤外線で出力されます。
赤外線ＬＥＤが高速で点滅することでパルス信号として認識されます。
リモコン受光モジュールからの出力信号は、テレビなどの本体内のマイコンに
入力され、それをもとにどのボタンが押されたかを判別します。
このキットは、受光モジュールからの信号でトランジスタをON/OFFさせて、
緑色のLEDを点灯/消灯させるものです。
テレビの前に置いておくと、リモコン操作のたびにLEDが点滅します。
この点滅がパルスを表し、テレビ内部のマイコンで処理しているんだなあ、と
想像できます。
回路は簡単です。
簡単なので、初心者でも作れます。
リモコンモジュールの動作電圧の関係上、電池は単三が3本です！
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