PCの電源SW、LEDを操作する電子回路について

趣味で電子工作をしています。
PCの電源周りをリモートでコントロールしたいと思い、まずはPCと接続する部分を作っています。
やりたいことは、Power SW,Reset SWのON/OFFとPower LED,HDD LEDのモニターです。

外部5V電源で動作する回路で、SWのON/OFFはリレーを使い、LEDのモニターはフォトカプラを使いました。
LEDのモニターにフォトカプラを使ったのはマザーバードと切り離すためです。

取り敢えず動作するようになったのですが、LEDモニター部分を改良したいのでアドバイスをお願いします。

【教えて頂きたいこと】
マザーボードによりLEDピンの電圧がバラバラなので、これに対処したいです。

手元のマザーボードでは3.3Vと5Vがあります。
ネットで調べたら1.5Vや1.9Vもあるようです。
今使っているフォトカプラの発光部は1.17V(最大1.4V) 10mAなので、LEDピンが3.3Vの想定で220Ω抵抗を入れていましたが、5Vのマザーボードで使ったら死んでしまいました。
マザーボードの電圧により抵抗値を変えれば良いのでしょうが、ジャンパーでの切り替えは面倒なので自動的に切り替わるようにしたいです。

ただ、切り替え部分（フォトカプラの発光部分～マザーボードのLEDピン）は電源が無いので、回路が組めないと思っています。

・PC電源の4ピンのコードから5V電源を取るのはごちゃごちゃになるのでやりたくない
・LEDピンからは電流が取れない（フォトカプラを発光させるだけが精いっぱい）

目的はLEDピンに電圧がかかっているかどうかをコントローラー側に伝えることなのですが、どうやったら良いか教えてください。（電気的には分離したい）

できればフォトカプラも電流が流れない何か他の回路に置き換えたいです。

よろしくお願いします。

No.5 ベストアンサー 回答者： xpopo 回答日時： 2012/10/03 20:14

今晩は。

添付した回路にすればLEDピンの電流は１０ｍA以下に収まり、かつLEDピンに電圧がかかっているかどうかも検出が可能になります。
　添付図の上側のグラフは横軸がLEDピンの電圧を、縦軸右側が電流を、縦軸左側が電圧を表しています。
図で－I(v1）はLEDピンに流れ込む電流を、Ix(U1:A)はフォトカップラの発光部のダイオードの電流を、V(A,K)はフォトカップラの発光部のダイオードの順方向電圧降下をV(out)はフォトカップラーの出力電圧を表してます。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
まさに私が求めていた回答です。
Q1,Q2を他の品番に置き換えても大丈夫か知りたいので、なぜこの回路で発光側が10mA以内に収まるのか簡単に教えて頂けないでしょうか。

お礼日時：2012/10/04 12:58

No.6 回答者： xpopo 回答日時： 2012/10/04 18:03

今日は。

＞Q1,Q2を他の品番に置き換えても大丈夫か知りたいので、なぜこの回路で発光側が10mA以内に収まるのか簡単に教えて頂けないでしょうか。


回答＞＞
　まず、抵抗R2（2.2kΩ）に流れる電流はLEDピンの電圧が０．８Vの時に約0.12mA更に電圧が上昇するとこの電流は徐々に増加し、LEDピンの電圧が５Vで1.7mAまで増加します。抵抗R2に流れる電流はほとんどQ2のコレクタ電流になります。
　Q2のコレクタ電流が0.12mAから1.7mAの範囲ではQ2のベース－エミッタ間電圧VBE(Q2)は0.56Vから0.63Vの範囲の電圧になります。この電圧が抵抗R1（82Ω）に加わりますので、抵抗R1に流れる電流は0.56V／82Ω=6.8mAから0.63V/82Ω=7.7mAの範囲に収まります。また、抵抗R1に流れる電流は殆どトランジスタQ1のコレクタ電流に等しくなりますので結局発光側の電流は6.8mA～7.7mAの範囲に収まる事になります。
　以上のような動作ですのでQ1,Q2をほかの小信号NPNトランジスタに置き換えても殆ど変化しませんので大丈夫です。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
大変わかりやすく、理論の裏付けもあり安心できます。
もしまたわからないことがあった場合はよろしくお願いします。

お礼日時：2012/10/04 18:23

No.4 回答者： mtaka2 回答日時： 2012/10/03 18:08

5V電源を想定して回路を組むだけで問題ないでしょう。

電圧が低くなった場合、LED側の電流が少なくなって、その結果トランジスタ側の電流も少なくなりますが、それでも検出できるような回路構成にすればいいだけです。

例えば、定番のフォトカプラTLP621を使ったとして、
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-01278/
データシートを元に確認すると、

5V想定で抵抗220Ωにすると、
電源電圧5Vの時LEDに流れる電流は17mA
電源電圧1.5Vの時LEDに流れる電流は1.8mA
となります。

LED側1.8mAでも、トランジスタ側には1～3mAぐらいは流れますから、十分検出可能かと。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
当初、5V想定で390Ωの抵抗を使っていましたが、実験用のM/Bが3.3Vだったので220Ωに変更しました。
390Ωでも大丈夫だったのかも知れませんね。

お礼日時：2012/10/04 11:48

No.3 回答者： ShowMeHow 回答日時： 2012/10/03 15:02

オイラ、電気のこと詳しくないけど、ＬＥＤに高い電圧がかかると、

電流が多くなるから壊れるんだと思うよ。

だから、電圧をコントロールするか、電流をコントロールするかしか
ないんだけど、電圧はケースによって変わるってことは
電流をコントロールするほうが楽かなって思うわけよね。

多少の電圧の変動の対応には一番簡単な方法だから、
悩むよりやってみたらいかがでしょうかと？
ＬＥＤ焼いているってことは、そういうアプローチも
ありかなって思うし。　103一本50円だし。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00185/

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
そういう意味だったんですね。
絶対定格を超えてしまうのでうまくいったとしても安心できないのでこの方法は見送りたいと思います。
ただ、参考までに試してみようかとは思います。

お礼日時：2012/10/03 15:34

No.2 回答者： TooManyBugs 回答日時： 2012/10/03 13:51

フォトカプラを使わずLED+フォトトランジスタを使う。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
なぜLED+フォトトランジスタで電圧が変わっても問題ないのか教えて頂けませんでしょうか。

お礼日時：2012/10/03 15:37

No.1 回答者： ShowMeHow 回答日時： 2012/10/03 12:11

ＣＲＤ入れて、5Ｖで切れるか試してみたら？

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
申し訳ありませんがおっしゃっている意味が解りません。
CRDが電流制限ということはわかっていますが、それと「5Vで切れる」との関係が理解できません。
私のようなものにもわかるようにもう少し噛み砕いて教えて頂けませんでしょうか。

お礼日時：2012/10/03 12:50