2011/03/19

小さいって難しい

 とりあえずはんだ付けに慣れよう、ということで電子ホタルなどを作ってみようかと思いまして。
 あちこちのサイトで見つけた回路図を適当に改造してブレッドボードで作動確認した結果、こんな感じの回路図になりました。

電子ホタル

 トランジスタを3個使った電子ホタルの回路の点滅部分をLMC555に入れ替え、それだけだと上手く動かないので適当に抵抗値などを入れ替えてみました。
 通常の電子ホタルはCDS(光を感知して抵抗値が変わる部品)を使って「暗くなると光り出す」という風にしてある仕様が多いですが、これはスイッチオンで点滅するようになっています。…CDSを持っていないので(ry
 いやぁ、思っている感じに光るようにするのは苦労しましたよー。3時間もブレッドボードと格闘しました。
 …だったらトランジスタ3個仕様でいいじゃないか、と言われそうですが、仮にその回路図通りに作るとすると100μFの電解コンデンサが3つ必要になるんですね。しかし手元には3個しかなくて、本命の対人センサやその他に使う予定があるので使い切るのはちょっと躊躇してしまいまして。新たに買うにしても通販だと送料がかかるしこれだけのためにポンバシまで行ってられないし…
 そこで「この回路の点滅部分はLMC555で代用できるんじゃね?」と思い、実験してみたという経緯です。
 ビバ探究心。

 まぁ、実際のところ、参考にした回路図だと抵抗R4は22kΩで、電解コンデンサC4は470μFで設計されていたんですが、手元に470μの電解コンデンサが無かったので100μで代用しているに過ぎないわけで(ry
 推測ですけど、R4とC4の数値は大体反比例関係にあるっぽいです。参考にした回路図では22kΩと470μFで大体LEDが3.5秒点灯してじわーっと尾を引いて消えると説明がありました。上図では100kΩと100μFで、ほぼ同じ感じで光ります。抵抗値は約5倍、コンデンサ容量は約1/5なので、点灯時間とか尾の引き方がほぼ同じになるんじゃないかなーと。そんな適当なことを思ったり。
 コンデンサ容量を小さくしたことの影響は…よくわかんね(殴

 それと、上図C2、C3のセラミックコンデンサ(以下セラコン)が並列になってますけど、これを直列にしたらなぜか点滅周期が1個だけ接続したときより短くなりました。並列にすると、1個だけの時より倍の周期になりました。
 この関係がイマイチわからん(`・ω・´)b
 上図と違い、参考にした回路図ではLMC555の2番ピンにつながっているセラコンは一つだけなのですが、1個だけ(1μF)だとC4を十分に充電する前に電力供給が止まる(点滅回路ですので)らしくて上手く動きませんでした。なのでセラコンの容量を上げてやれば点滅周期が伸びる(≒C4充電時間が稼げる)という仕組みのもとに追加したわけです。
 で、最初は1μFのセラコンを2個直列につないでみましたところ、なぜか点滅周期が短くなって逆効果に。なぜだろうかと原因もわからず並列にすると、元の2倍の点滅周期になりました。
 並列にすると一つ当たりに流れる電流が1/2になるので充電時間が倍になる…というような感じで想像はできるんですけど、直列にするとなぜ半分になっちゃうのか。まったくもってわかりません。

 というわけで、ちょいとググってみました。→コチラ
 なるほど。コンデンサを直列でつなぐと電気を通しやすくなるので貯め込む力が減る、ということなんですね。わかりました。


 作動原理はさておき、一応これで電子ホタルもどきが作れることがわかったので、基板に実装する作業に入ろうと思います。

 


 さて、基板に実装する――とあっさり言ったものの、実際にパーツを基板に乗せるにはいろいろと面倒がありまして。
 そもそも実装図と上記回路図とは別物なので、どういう風に配置するかを考えなければいけません。
 例えばトランジスタなんかは、回路図だと上下1本ずつと横方向に1本端子が出ているように描かれますが、実際のトランジスタは黒い本体から横一列に足が3本出ています(参考資料)。それだけで配線の仕方が回路図と実装図で違うことがお分かり頂けるかと思います。

 実際にパーツを基盤に乗せながらここをこういう風につないで…ああでもそうするとここにパーツが付けられないから少しスペースを取って……とやっていると面倒だけでなく時間の無駄遣いに思えます。
 そこで実装図をPCでシミュレートできるフリーソフトは無いかと探してみましたら、ありました。

 PasS(電子回路プリント基板エディタ)

 個人の趣味レベルでの基板実装図を描くにはちょうどいいソフトです。ユニバーサル基板を想定した作りになっているのもありがたい。
 このソフトでまずは適当に部品を配置して、そのあと無駄なスペースや配線を見直して再配置できるので、実装基板の小型化にはちょうどいいソフトだと思います。

 で、上記の回路図を実装図にしてみました。

電子ホタル実装図

 図中の青い線は基板の裏側の配線で、緑色の線は同じく基板の裏側に付ける被服線です。青線と交差するところは被服線でショートしないようにしなければいけません。
 この基板の実寸はほぼ名刺サイズですので、使用する面積はおおよそ5センチ四方にまとまる感じです。…あ、ただしバッテリーは別ですけれど。バッテリーは右下の2ピンヘッダに接続するようになっています。
 スイッチの小型化や配置の見直しでもう少し小型にできそうですけれど、実際にはんだ付けする際にあまり過密配置だと失敗しそうなので…(汗 
 いや、まぁ、初めてのはんだ付けですのでこれでも十分過密です。失敗する自信があります。
 だって、基板の点と点の間は2.54mm(0.1インチ)しかないんですよ? 初挑戦で失敗せずにできるわけが(ry

 …と、失敗したときのための伏線(≒言い訳)を張っておきまして(殴
 これで組み立ててみようと思います。

 
電子工作 | Comments(0)
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