20連 VUメーターでの点滅方法（LM3915）

LM3915の9番ピンを電圧を加えるとバー表示、そして電圧を加えない場合はドット表示になりますが、

上記の2つの点滅モードを合成させて点滅させることはできるのでしょうか？

例えば、メーターが音楽に合わせて動いてます。

バー表示は普通に点滅し、ドット表示でバー表示での一番音声信号が大きかった位置のLEDを1秒未満程度点灯させて下に落ちていくような動作です。

市販のコンポなどのVUメーターのような動作をさせたいです。


よろしくお願いします。

No.1 回答者： nekonynan 回答日時： 2011/03/17 12:50

メータの指示

インピーダンス600Ωの回路において1kHzの正弦波を加えて1mWの電力を消費したときに0VU
直前に流れた信号の0.3秒間の平均値を表示するメーター

ICを使った制作記事があります　
http://jsdiy.web.fc2.com/avr_tiny2313_lvmdrv/
ピークホールドの機能もあります
１秒程度ホールドならばここに回路を追加するこのに成ります
タイマーでと電子リレーを入れ込む回路を追加です

ICのデータを読み　自作するレベルが必要です　ないならば無理
単純にキット買ってきて作成して下さい


制作例
http://park10.wakwak.com/~daisuke_elec/elec/led_ …

No.2 回答者： sailor 回答日時： 2011/03/17 12:57

参考URLに当該のICを使ったピークホールドつきの回路が出ています。

参考URL：http://homepage1.nifty.com/dcr/dcmic/maxhold/ind …

No.3 回答者： inara1 回答日時： 2011/03/18 19:05

可能だと思います。

LM3915が1個ではできませんが、平均用とピーク用にそれぞれ1個ずつ使って、1個の10連LEDを駆動すれば（LM3915のLED駆動は定電流なので出力を並列に接続可能）、平均値がバー表示、ピーク値がドット表示になります。平均値とピーク値を作り出す部分は2回路入りオペアンプ（LM358など）1個でできます。10連LEDもLM3915も手元にいくつかありますので実験して動作確認した上で回路図を添付します。LEDとLM3915の電源電圧、LEDの定格電流と最大電流（分からなければLEDの型番）、使えるオペアンプの型番を教えてください（何でもよければ安価なLM358にします）。計画停電の関係で結果は明日になりますがよろしいでしょうか。

この回答への補足

inara1様、ありがとうございます。

IC、LEDアレイは、
・高輝度１０ポイント青色バーＬＥＤアレイＯＳＸ１０２０１－Ｂ
（15mA程度流します。）


・LM3915
・LM358（又は、LM358が2つ入ったICのLM324）
電源はLM3915、オペアンプとも正負電源でも使えるので
±9V（8ｃｈ分の20連メーターを作るので、ICを多く使います。
なのでやや電圧を高めにしました。）

ちなみにLEDアレイは+9Vで駆動させます。

明日でも良いです。

よろしくお願いします。

補足日時：2011/03/18 19:51

No.4 回答者： inara1 回答日時： 2011/03/18 20:29

chubechubeさんの質問に以前お答えしましたね（アナログマルチプレクサのポップノイズで）。

8ｃｈ分の20連メータの質問も知ってます（私は回答しませんでしたが）。

知恵袋（http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question …）でも同様の質問がありますが、同一人物だとしたら、こちら（Okwave）でお答えします。10連LEDはこれ（http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-04294/）ですね。電源電圧は±9V（LED用が+9V）、オペアンプ(LM358またはLM324）は了解しました。では明日実験します。回路はもう考えてあるので確認するだけです。

この回答への補足

こちらの方が詳しい回答が得られるので知恵袋の質問は削除します。

ご迷惑おかけしてすみません

補足日時：2011/03/18 20:43

No.5 回答者： inara1 回答日時： 2011/03/19 15:27

添付図の回路で実験したところ、ピーク値がドットで、平均値がバーで表示されることを確認しました。

ピーク表示のほうが、平均値表示の最大より2ドット分大きいような表示になりました。

LM3915を2個使って、1個を平均値出力（バー表示）、もう1個をピーク値出力（ドット表示）として、それらの出力を並列に10連LEDに接続すればピーク値がドットで、平均値がバーで表示されます。偶然、ドット表示とバー表示が重なったとき、それぞれの LM3915 の設定電流の和がLEDに流れるので、それがLEDに最大電流（25mA)を超えないようにする必要があります（添付回路での設定電流は10mA）。

LM358の1個のオペアンプで半波整流回路を作り、この出力にR4 と C3 のLPFを通して平均信号を作っています。LM358のもう1個のオペアンプでピークホールド回路を作っています。ピーク信号の立ち上がりは早いですが、ホールド時間は C4 に蓄えられた電荷が R5 で放電される時間で決まります。R4 と C3、 C4 と R5 の値は好みに応じて変えてください。この回路は10連LED用ですが、データシート（http://www.national.com/ds/LM/LM3915.pdf）の12ページの FIGURE 5 のようにすれば 20連にすることができます。

No.6 回答者： inara1 回答日時： 2011/03/19 16:22

ANo.5 の添付図の下の説明に誤りがありました。

電圧利得（倍） = 1 + R2/R3 が正しいです。
この回路では LM3915 の入力（5pin）の最大電圧は 1.25V（6, 7pin電圧）で、この電圧が 5pin に入力されたとき、LEDが全部点灯します。20連LEDの回路はどのようなものでしょうか。

この回答への補足

inara1様、回路図ありがとうございます。

回路図通りにブレッドボードで試作したところ思うような動作をいたしました。

大変感謝しています。

20連については、ラインレベルと同等に出力されるように調整したサラウンドプロセッサーの出力に繋ぐことにしましたのでボリュームを最大にしても
メーターの振れには影響でないようにしました。

そう考えれば10連でも十分だと思いました。


以前このOKwaveでLEDメーターの「リレー式反応速度切り替え回路」について質問いたしました。

面白い機能を沢山つけてよう！という事なので今回もつけたいと思います。

今手元に74HC14AP、74HC161AP、74HC4052APがあり、現段階ではマルチプレクサ―で4つの速度を選択できるようにしました。


下に行くほどピーク値と平均値のコンデンサーがプレクサーで同時に切り替えられて、速度が遅くなっていきます。


ピーク値用のコンデンサーは
・1μF
・10μF
・22μF
・33μF

平均値用のコンデンサーは
・0.1μF
・1μF
・2.2μF
・3.3μF


今後は、

ピーク値用
・1μF
・2.2μF
・3.3μF
・4.7μF
・10μF
・22μF
・33μF
・47μF
・100μF
平均値用
・0.1μF
・0.22μF
・0.33μF
・0.47μF
・1μF
・2.2μF
・3.3μF
・4.7μF
・10μF

9個の速度をマルチプレクサーで切り替えられるようにしたいですが、

1μFと10μFをメーターの標準速度（ノーマル）に設定し、ノーマルを基準にタクトSW１を押すたび速度が速くなり、タクトSW2を押すたび速度が遅くなり、
電源入れたときやリセット（SW3）を押したときに標準速度にリセットする動作は可能なのでしょうか？

恐らくアップダウンカウンタICを使うことになるとは思いますが・・


長文失礼しました。

お手数をおかけしますがよろしくお願いします。

補足日時：2011/03/20 09:41

No.7 回答者： inara1 回答日時： 2011/03/20 10:57

＞ブレッドボードで試作したところ思うような動作をいたしました

お返事がしばらくなかったのはそのためでしたか。動作してよかったです。

モード切り替え端子（9pin）を時分割で ON/OFF して、それと同期して、入力（5pin）をピーク/平均値出力と切り替えれば、LM3915 が１個でも同様の動作は可能ですが、部品点数がかえって増えるし、LEDの輝度も落ちるで、LM3915 を2個使う回路にしました。

私もブレッドボードで動作確認しましたが、最初、無信号でも最下位のLEDが点灯する不具合がありました。原因は、LM358 と LM3915 のGNDラインの干渉でした。LM3915の無信号時電流がGNDに流れ、それがLM358の入力側のGND電位を10mV持ち上げていて、そのオフセット電圧を半波整流回路で10倍増幅したため、LM3915の入力に 100mV のDC成分が重畳したことでした（お恥かしい）。

10連LEDの場合、最下位のLEDの点灯電圧は、基準電圧（ 0dB ）に対して-30dB （基準電圧が 1.25Vのとき 39.5mV）になるので、いい加減に配線するとこのような不具合が起こりますが、20連LEDの場合、最下位は -60dB （基準電圧が 1.25Vのとき 1.25mV）になるので、さらに注意が必要です（ブレッドボードでは難しいかも）。基準電圧を大きくすればノイズに強くなります（基準電圧は、電源電圧 - 2V が上限）。

＞「リレー式反応速度切り替え回路」について
これ（http://sanwa.okwave.jp/qa6024762.html）ですね。本当に地道に作製されてますね。

＞9個の速度をマルチプレクサーで切り替えられるようにしたい
今日は計画停電もないし、明日もお休みなので考えてみます。応答時間用のコンデンサは一端がGNDになっているので、リレーを使わず、アナログスイッチ（74HC4052AP）でできると思います。アナログスイッチはON抵抗が大きいのですが、充放電用の抵抗はそれよりはるかに大きいので問題ありません。

この回答への補足

アップダウンカウンタIC（東芝の74HC193AP）を手に入りそうなので入手したら試

作してみます。

ほかのメーカーの１９３はどこでも販売されてますが、東芝の193を販売してるところはあまり無く、やっと販売してるところを見つけました。

動作に関して再度補足するかもしれません

その際はよろしくお願いします。

補足日時：2011/03/22 12:21

No.8 回答者： inara1 回答日時： 2011/03/20 22:49

回路図を添付します。

手元に 4052 がなかったので全体の動作は確認してませんが、それを除いた部分はブレッドボードに組んで動作確認しました。この回路は、9組でなく、8組のコンデンサ（ピーク用と平均値用が1個ずつで1組）を切り替えるものです。コンデンサが9組だと、4052が3個必要で、回路も少し複雑になる（新たなロジックICも必要）ので 8組 としました。電源投入直後は （1uF・0.1uF） が選ばれ、タクトスイッチを押すたびに （2.2uF・0.22uF） → （3.3uF・0.33uF） → ・・・→ （47uF・4.7uF） → （1uF・0.1uF） と切替わっていきます。74HCシリーズの電源電圧の最大定格は 7V なので、主電源の 9V を三端子レギュレータ（7805）で 5V に落としてロジック電源としています。

（データシート）
TC74HC14AP　http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ …
TC74HC161AP　http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ …
TC74HC4052AP　http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ …

この回答への補足

ありがとうございます。

２つのタクトSWで

SW1を押すと速度が早くなり、SW2を押すと速度が遅くなるような動作はむずかしいということでしょうか？

補足日時：2011/03/21 07:04

No.9 回答者： inara1 回答日時： 2011/03/21 11:12

＞SW1を押すと速度が早くなり、SW2を押すと速度が遅くなるような動作はむずかしいということでしょうか？

アップダウンカウンタを使えばできます。アップ入力とダウン入力が分かれている 74HC193 というのがあります。それを使った回路図を添付します。193 は持ってないので動作確認してません。実験してみてください。リセットスイッチ（SW3）を追加しました。これを押すと電源投入時の状態（時定数が最も小さい）に戻ります。

ANo.8 の回路図で余計な回路が入っていました（ANo.9 ではそれを取り除きました）。 74HC161 のQD（11pin） からインバータ（74HC14）とダイオード（1N4148）を通してクリア端子（74HC161の 1pin）に入力していますが、この経路は不要です。また、クリア端子に接続されている 12kΩ は不要で、その右のダイオードも不要（ダイオードをショートする）です。

コンデンサの切り替えは、ロータリースイッチを使ったほうが簡単です。12接点・1回路のもの（http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-00100/）を２つ使えば、平均値とピーク値をそれぞれ独立に変えられ、コンデンサも最大12種類にできます。

No.10 回答者： inara1 回答日時： 2011/03/25 19:28

今日、74HC193 を買ってきました。

明日動作確認してみます。chubechube さんに画像がつきましたね。

この回答への補足

わざわざすみません。3日前に5個注文しましたがまだ来てません。地震の影響でしょうかね。


あと1つお伺いしたいことがあるのですが、ニコニコ動画に製作動画を上げます。
その際動画の最後に

製作者：UP主

回路設計者：UP主とQAサイトの回答者様

と書いた方が良いですよね。



画像見てくれてありがとうございます。論理回路を使って様々な表示をさせてます。その中の１つを撮影しました。

補足日時：2011/03/25 20:05