LEDテスターの自作
LED工作する時には最近秋葉原の電子部品店でよく見かける800～1000円ぐらいの市販の LEDテスター を使用して極性の確認をしたり、明るさを決めるのに電流どのぐらいにするか見ていました。
これはこれで、コンパクトだし、JUNK LEDの色・極性の確認・電流値・明るさの大まかな確認をする分には便利なんですが、実際の電圧・電流が分からないので電流流しすぎたかとか？良く分からない。
このLEDテスターを分解すると分かるのですが、電流値も抵抗で制限されているだけなので、電圧が1.4～3.6Vぐらいと間のあるLEDだと実際の電流は？？？
結局真面目にLED工作する時には実測しないと・・・ というわけで すんご～くメンドクサイ のでテスターを作ってしまえ～
自作LEDテスター仕様
- 複雑なのは嫌い
- 電圧 ０～５Vぐらい、電流 ２～２０mA、２０～２００ｍAぐらいは表示で分かるように作る
- 切り替えスイッチ等はなるべくつけない、テスト時用のPUSHスイッチと、電流調整のボリュームのみ
- 電池で動く、9Vの角電池１つ
- 普通の２本足のLEDと、四角い大型LED両方使える
- 精度は、あまり要らない？から、できるだけあり合わせであまりお金をかけない
今回のLEDテスターの要になるインジケーターです。
要と書きながら１００均で買った電池チェッカーから流用だったり？
この時点で精度は、ネェだろ
実際この電池テスターはバラツキが大きいようで、2個比較しただけで
- フルレンジ時の針の振れが３割ぐらい違う
- ある程度電圧がかからないと針が動き出さない
電池チェッカーのメーターの精度は値段相応？ちょっといじって動きをよくしましたが・・・。
更に、このメーターの動きを確認すると、なぜか
１つは入力電圧にほぼ比例して針が動き
もう１つは入力電圧が高くなるほど針の振れが小さくなる
という異なる特性だったため
- 電圧側：入力に比例するモノ
- 電流側：振れが小さくなるモノ
電圧側は比例表示で、電流側の低い電流の部分での分解能が高いのはいい感じになりそうです。でも製品バラツキすぎです・・・。
まぁ本来の電池残量確認だけならそれで十分なんですけどね
自作LEDテスター回路図
自作LEDテスターの回路図ですがやってることは、オペアンプの基本的な使い方の差動増幅という使い方をして、LED両端の電圧と、LEDに直列に入れた抵抗の電圧から電流に換算し、出力させているだけです。
LEDテスターの回路。クリックで拡大します
オペアンプは単電源で使いやすい
LM358
にしました。この LEDテスター を作る上で工夫したのは、LEDの挿し位置を変えると電流制限・兼・電流-電圧変換抵抗への通り道が変わり、大電流・小電流の電流計レンジが自動？で切り替わるようにしたトコロ
電流制限抵抗は、大雑把に電卓で抵抗値を決めた上で
CircuitMaker 6
というフリーソフトでシュミレーションをして小電流時と大電流時の電流表示がほぼ合うようにしてあります。この回路図はシュミレーションにするときに使った回路そのまんまです。
厳密には大電流時は電圧計測側オペアンプのマイナス入力側の抵抗値、小電流時は電流計測側のプラス入力抵抗が、２４０Ω分増えるので表示がずれるんですが２．４％なので、そんなものは無視。実際も目での読み取り誤差のほうが大きいぐらいだし。回路シュミレーターの使い方は、BLUE BACKSから電子回路シミュレータ入門 と言うのが出てますのでそれを参考にしました。
また、メーターと直列に入っている２００Ωと６１０Ωは、メーターのバラツキが大きいので同じものを買ってきても同じ値にはなりませんので注意！！まねして作る人は居ないでしょうケド
自作LEDテスターの製作
いざLEDテスターの製作を始めると、ふと ボリュームに１００ｍＡは流れる事があるのに気が付く。このままじゃ過電流でボリュームがダメになるよーーー
我ながらアホだ
というわけで、可変電圧レギレーターを使い入力電圧を可変させるタイプに急遽変更しました。回路図のボリュームの部分を
ＰＱ２０ＲＸ１１
という低ドロップ型の可変電圧回路に変更。回路はPQ20RX11のデータシートの基本回路をそのままで、Ｒ２を５０ｋΩの可変にして、２番ピンを１番ピンとショートたものです。ただし、出力が３Ｖぐらいまでしか下がらないので、誤魔化し技を使い出力に整流用ダイオードを出力に直列に入れて、実測２．６ＶまでLEDにかかる電圧が落ちるようにしました。簡単なので文章のみで回路図は省略。
PQ20RX11にしたのは低ドロップ型で、一番最初に部屋で発掘されたからというだけで、特に理由は有りません。
ついでに２７Ωの抵抗も最大2Wくらいになるので5Wぐらいの抵抗を使った方が無難です。
自作LEDテスターの中身
買ってきたのは、メーター・ケース・ボリューム・スイッチぐらいで、あとはゴミの寄せ集め・・・
基盤もホントは、オペアンプの部分の動作確認のために仮で基盤の切れ端に組んだら、問題なく動いてしまったのでそのまま使いました。
写真の右側に大きな四角い穴が空いてますが、メーターの取り付け場所間違えたので・・・。
最後にLEDの代わりにテキトウな抵抗を差して両端電圧をテスターで測定しながら、LEDテスターのメーターの目盛りを振りなおして終わり～
自作LEDテスター完成
このケースは角電池の入る
TAKACHI SGP-135B
にしたので、中身のわりに、筐体が大きいカモです。間違えて空けた穴も、それらしいプレートを作って誤魔化したつもりです。
ここまでで構想１日、計算・実験２日、部品集め・組み立て、表示まわりの仕上げ３日で、約１週間ってところです。合間？に会社行ったりしてますが・・・。
上は小型LED挿入時、下は大型LED挿入時。いい感じかなと。自画自賛
実験中に急遽方針変更でＰＱ２０ＲＸ１１でっち上げた可変電圧回路のコンデンサを、探すのメンドクサイから後でいいやと付けずに仮組みで動かしたら発振起こしたぐらいで、久々のオペアンプだった割にはあっさり動いてつまなかったり？ トランジスタ以外で回路組んだの久しぶりだったりするけど。
LEDチェッカー
