電圧や電流の増減を数字表示ではなく視覚的に表現させる部品の代表はアナログのメーターですね。
小型なラジケーターなんてものも以前ありましたが現在はほとんど流通していません。
最近の無線機だと液晶グラフィック表示器にアナログメーターを絵として描画することでメーター表示させていたりします。
それほど大掛かりにしたくないけど電圧や電流の増減を視覚的に表現させたいという事でLEDを使ったバーインジケーターICがあります。
しかしそのICの多くが生産終了しており入手困難。
例えば10個のLEDをコントロールするTiのLM3914などが有りました。
かろうじてコンパチICのXD3914が手に入る様ですがこの手のICは無くなる一方です。
という事で現在入手性が良い汎用部品だけを使った簡易的なLEDバーインジケーターを作ってその動作を確認してみます。
0Vから5V程度の電圧の増減を見るならLEDは5素子から7素子が作り易すそうです。
今回6素子で試作しようかと考えたんですが作る前にまずLTspiceアナログ回路シミュレーションしてみます。
三角形の入力電圧変化に対して6つのLEDに流れる電流の変化です。
シミュレーション結果から0Vから約4Vで6つのLEDがバー表示動作する事が確認できました。
実際にブレットボートを使って試作してみます。
ここでトランジスタに抵抗入りトランジスタ(通常デジトラ)を使うと抵抗12個を無くすことが出来ます。
デジトラが入手できなくても汎用トランジスタに入力抵抗を追加すれば問題ありません。
ちょっと古いデジトラですがRT1N144を持っているのでこれを使って回路図を書きました。
試作で使用する部品は
・小型のシリコンダイオードが5つ
・デジトラが6つ
・LEDが6つ
・抵抗が6本
とこれだけです。
駆動電圧12Vを加えて入力に0Vから5V_まで電圧を徐々に加えていくと6つのLEDが順に点灯していきます。
ブレッドボード使って試作しました。
6つのLEDが暗く点灯する点灯開始電圧と完全に点灯する完全点灯電圧を下記に。
LED1 点灯開始電圧 0.7V
LED1 完全点灯電圧 0.95V
LED2 点灯開始電圧 1.23V
LED2 完全点灯電圧 1.45V
LED3 点灯開始電圧 1.76V
LED3 完全点灯電圧 1.96V
LED4 点灯開始電圧 2.29V
LED4 完全点灯電圧 2.47V
LED5 点灯開始電圧 2.82V
LED5 完全点灯電圧 2.97V
LED6 点灯開始電圧 3.35V
LED6 完全点灯電圧 3.48V
専用ICを使えば暗く点灯する点灯開始電圧と完全点灯電圧が同じなのでクッキリ点灯なのですが今回製作のLEDバーインジケーターでも十分実用的です。
専用ICが入手できずにお困りの方は参考に。
おまけ。
LTSpiceのデータを下記に書きます。
コピペして「LEVEL_LED6.asc」として保存してからLTSpiceに読み込めば動作できるはずです。
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Version 4
SHEET 1 2836 1444
WIRE 640 -64 80 -64
WIRE 1024 -64 640 -64
WIRE 1408 -64 1024 -64
WIRE 1792 -64 1408 -64
WIRE 2176 -64 1792 -64
WIRE 2560 -64 2176 -64
WIRE 80 48 80 -64
WIRE 640 48 640 -64
WIRE 1024 48 1024 -64
WIRE 1408 48 1408 -64
WIRE 1792 48 1792 -64
WIRE 2176 48 2176 -64
WIRE 2560 48 2560 -64
WIRE 640 208 640 128
WIRE 1024 208 1024 128
WIRE 1408 208 1408 128
WIRE 1792 208 1792 128
WIRE 2176 208 2176 128
WIRE 2560 208 2560 128
WIRE 640 352 640 272
WIRE 640 352 544 352
WIRE 1024 352 1024 272
WIRE 1024 352 928 352
WIRE 1408 352 1408 272
WIRE 1408 352 1312 352
WIRE 1792 352 1792 272
WIRE 1792 352 1696 352
WIRE 2176 352 2176 272
WIRE 2176 352 2080 352
WIRE 2560 352 2560 272
WIRE 2560 352 2464 352
WIRE 304 400 64 400
WIRE 336 400 304 400
WIRE 448 400 416 400
WIRE 480 400 448 400
WIRE 720 400 688 400
WIRE 832 400 800 400
WIRE 864 400 832 400
WIRE 1104 400 1072 400
WIRE 1216 400 1184 400
WIRE 1248 400 1216 400
WIRE 1488 400 1456 400
WIRE 1600 400 1568 400
WIRE 1632 400 1600 400
WIRE 1872 400 1840 400
WIRE 1984 400 1952 400
WIRE 2016 400 1984 400
WIRE 2256 400 2224 400
WIRE 2368 400 2336 400
WIRE 2400 400 2368 400
WIRE 544 464 544 448
WIRE 640 464 544 464
WIRE 928 464 928 448
WIRE 1024 464 928 464
WIRE 1312 464 1312 448
WIRE 1408 464 1312 464
WIRE 1696 464 1696 448
WIRE 1792 464 1696 464
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WIRE 2176 464 2080 464
WIRE 2464 464 2464 448
WIRE 2560 464 2464 464
WIRE 64 544 64 400
WIRE 448 544 448 400
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WIRE 832 656 832 624
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WIRE 496 768 304 768
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WIRE 688 768 560 768
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FLAG 80 128 0
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FLAG 640 656 0
SYMBOL voltage 64 528 R0
WINDOW 3 -262 205 Left 2
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR Value PULSE(0 5 1n 1 1 1n 2 3)
SYMATTR InstName V1
SYMBOL voltage 80 32 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V2
SYMATTR Value 12
SYMBOL LED 624 208 R0
SYMATTR InstName D1
SYMATTR Value NSPW500BS
SYMATTR Description Diode
SYMATTR Type diode
SYMBOL npn 480 352 R0
SYMATTR InstName Q1
SYMATTR Value 2N2222
SYMBOL res 432 528 R0
SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 22k
SYMBOL res 432 384 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R3
SYMATTR Value 4.7k
SYMBOL res 1008 32 R0
SYMATTR InstName R4
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WINDOW 3 0 32 VBottom 2
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SYMATTR Value 4.7k
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SYMATTR Value 4.7k
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SYMATTR InstName R14
SYMATTR Value 22k
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SYMATTR InstName R15
SYMATTR Value 4.7k
SYMBOL diode 1648 784 R270
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SYMATTR InstName Q9
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SYMATTR InstName R18
SYMATTR Value 22k
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SYMATTR InstName R19
SYMATTR Value 4.7k
SYMBOL diode 2032 784 R270
WINDOW 0 32 32 VTop 2
WINDOW 3 0 32 VBottom 2
SYMATTR InstName D10
SYMATTR Value 1N914
SYMBOL npn 2400 352 R0
SYMATTR InstName Q11
SYMATTR Value 2N2222
SYMBOL res 2352 528 R0
SYMATTR InstName R22
SYMATTR Value 22k
SYMBOL res 2352 384 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R23
SYMATTR Value 4.7k
SYMBOL LED 1008 208 R0
SYMATTR InstName D3
SYMATTR Value NSPW500BS
SYMATTR Description Diode
SYMATTR Type diode
SYMBOL LED 1392 208 R0
SYMATTR InstName D5
SYMATTR Value NSPW500BS
SYMATTR Description Diode
SYMATTR Type diode
SYMBOL LED 1776 208 R0
SYMATTR InstName D7
SYMATTR Value NSPW500BS
SYMATTR Description Diode
SYMATTR Type diode
SYMBOL LED 2160 208 R0
SYMATTR InstName D9
SYMATTR Value NSPW500BS
SYMATTR Description Diode
SYMATTR Type diode
SYMBOL LED 2544 208 R0
SYMATTR InstName D11
SYMATTR Value NSPW500BS
SYMATTR Description Diode
SYMATTR Type diode
SYMBOL res 624 32 R0
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 470
SYMBOL res 1392 32 R0
SYMATTR InstName R5
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SYMBOL res 2544 32 R0
SYMATTR InstName R12
SYMATTR Value 470
TEXT -200 368 Left 2 !.tran 2
----------- ここまで ---------------