AC type LED-Lamp 1
今回は以前からの構想で「ACを使って直接電圧を分圧して何かをコントロールしたい」と思っていました。これを実現する為に実験をしたものです。 動作の原理 交流は直流と異なり、コンデンサーを通り抜けることが出来ます、但し周波数の影響を受け低い周波数には大きな容量のコンデンサーが必要になります。
交流に対する抵抗分(リアクタンス)を利用すると、ほとんど発熱をしないので動作するので面白いです。
コンデンサーの抵抗分は次の式で求める事が出来ます。ここでは例として[50Hz・1uF]を使ってみます。
1/ωC → 1/(0.00005x3.14x2x1)=3184(Ω)
3.2KΩが抵抗分です。次の回路の場合
100Vの場合、R=0なら 100/3184 で31.4mA(50Hz:60Hzで39.2mA)
小形なLEDなら、LEDに10mA流せばかなり明るく出来るので[この場合は1/3 uFを使えば良い]ことになり、0.33uFになります(販売店にあれば良いのですが…)。
手持ちの部品を調べます。
周波数 容量 リアクタンス 電流など 50Hz 1uF (105) 3184Ω 31mA(100V) 50Hz 0.1uF (104) 31.8KΩ 3.1mA 50Hz 0.01uF (103) 318KΩ 0.3mA 60Hz 1uF (105) 2653Ω 38mA(20%増し) 全体の動作はCで決まる 100V50Hz動作で0.1uFを使う場合、100V/32KΩ=3.1mAが流れる。間に多少の抵抗が入っても全体的に影響は与えずその値も少ない。
ちなみに、今回実験した回路でのRは1KΩ、LEDのインピーダンスも約1KΩ(2.7V/3.1mA)、コンデンサーが持っている抵抗分32KΩに、2KΩが加わっても1/10以下で全体としてわずかです。
コンデンサーはもう一つ考えて置く必要があります。ここではW=E*E/R で(100*100)/32000=0.3Wです。手元の規格は不明ですが小さなコンデンサーで大電流は流せませんので、念の為一応チェックが必要です。実験
手持ちの部品を使い、LEDが予定の動作をするかを確かめて見ました。
-作って実測する-
@入力は[AC 102.1V]
Aコンデンサー0.1uFが[0.11(逆算)]だった。抵抗分32KΩは[35.1KΩ]だった。
コンデンサーに並列に抵抗330kΩを入れるます。
B電流は2.7mA(LEDの所・1KΩをテスターで測定)-材料-
@ダイオードはブリッジ、100V以上が目安。
Aコンデンサーは0.1uF・250V(メタライズド・ポリエステル・コンデンサーが安価だった。)
B抵抗はカーボン1/4Wなど安価なもので良い。
CLEDは白色を使った。明るさは電流で決まる。小さな物で3mAでも結構明るく見える。必要なら2個・3個と直列に並べると良い。
D他の部品として、部品取り付け用の基板・スイッチ・ACコードなど。写真はダイオードなどを利用した物で他の部品は意味ありません。LEDが点灯しているだけです。
-照度不足-
では、コンデンサーを0.1から0.22などに変えます。これだと電流も倍になり明るさも一段とUPされます。応用
@LEDを夜間のパイロットランプの様な使い方(枕元の照明)
APICの電源
B待機動作用の電源
などもあるかなー。この後「製作はつづく」ので後で追加します。(作成 2012/1/21)
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