マンガでよめる痔のこと・薬のこと

電池で駆動する増幅回路(消費電流10mA程度)において、LED1つを設けて、電池が”正常なとき”には消灯し、電池が消耗し電圧が低下したときに"のみ"点灯させる回路構成について教えてください。電源電圧は単相18Vで、例えば15%低下したことを検知して、LEDへの駆動電流をONにする、という回路を設計することになりますが、さて具体的にどのようにするか、頭をひねっています。ディスクリートのトランジスタを使うことも可能ですが、使用部品数が減るのであればリセットICやコンパレータ、ロジックICやフォトカプラなどのデバイスも使用可能という幅広い条件での解を提示いただけると幸いです。

A 回答 (3件)

動作確認しました。

ここ
http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=thread …
に回路図を添付しました。
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この回答へのお礼

回路の立案と動作確認までしていただき、どうもありがとうございました。
MOSのオペアンプでコンパレータとアステーブルマルチバイブレータを構成するというアイデアとお見受けします。とてもシンプルな構成で、小生はまったく思いつきませんでした。また、元の発想は、「電池が消耗してきたらLEDを点灯させる」でしたが、提示していただいた回路だとごく自然に「点滅動作」まで拡張可能で、消費電流の点でも有利ですね。
手元には3.3Vの低損失レギュレータLE33CZ、デュアルCMOSオペアンプLMC6482、N-MOSFET BS170の在庫があったと思うので、早速試してみます。またいろいろ、秋月ファン倶楽部のほうでお世話になろうかと思います。よろしく。

お礼日時:2014/12/08 01:37

以前、電池の電圧が3Vを下回ったらLEDが点滅する回路を紹介したことがあります。


http://oshiete1.nifty.com/qa6876409.html
このような回路では、電圧低下を監視する回路自身の消費電流(LEDが点滅していないとき)を減らさないと電池が早く消耗してしまうので、上の例では消費電流が数十μAとなるようにしています。

上の回路では電源電圧が6V程度だったので、消費電流の小さいオペアンプが使えましたが、ご質問では電源電圧が18Vと大きいので、上の回路はそのままでは使えません(オペアンプの電源電圧範囲を超えているため)。

電源電圧の18Vを5Vなどに下げれば上の回路を使えます。その回路を考えて、実際に動作確認してみますので、週末(土日)までお待ちください。

実験結果は「秋月ファン倶楽部掲示板」
http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=topic& …
でお知らせするかもしれないので、ときどき見てみてください。この掲示板は登録不要ですので、追加質問等があれば投稿してみてください。この掲示板のinara1は私です。

この回答への補足

実験をしていただける由、どうもありがとうございます。電源電圧6Vバージョン、当方もなんとかフォローできるように勉強してみます。また、「秋月ファン倶楽部掲示板」ご紹介ありがとうございます。こちらも参照してみます。

補足日時:2014/12/03 22:08
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電圧はいくらかわかりませんが、元々の消費電流が小さいので


LEDを含む検出回路はさらに低消費電流である必要があるでしょうね。
コンパレータを使うにしても別途、基準電圧が必要です。


やはりこのようなリセットICに、出来るだけ低消費電流の、1mA以下で点灯するようなLEDをつなぐといいでしょうね。

http://www.tij.co.jp/product/jp/tlv810m

もちろん電池の電圧低下の検出回路用に別電源が使えるのならもっと自由に作れます。

この回答への補足

ありがとうございます。やはりリセットICですか。
ご紹介いただいたTLV810シリーズでも、電源電圧は~6Vmaxなので、これを18Vの電源系にどうつなぐかが問題です。

補足日時:2014/12/03 22:24
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Q乾電池の電池残量測定方法について

現在、乾電池二本で動く電子機器を自作してます。
その電子機器の中に回路を組み込み、電源である乾電池の残量を測定するようにしたいのです。 テスターを使って測るのではなく、電子機器が残量を測定、その結果を無線通信などでパソコンに通知する仕組みです。

調べると、基準電圧を得るために、測定対象となる電池以外に別電源を用意する必要があるみたいでした。ですが、残量測定の為だけに新たに乾電池を電源として付け加えたくはありません。。。わがままですが。。。

なんとか、一つの電源で電子機器を駆動させると共に、その電池残量を測る方法はないのでしょうか。 電池残量はザクっと、三段階程度の情報がとれればよく、さほど精度は必要ありません。

ご教授のほど、何卒宜しくお願いします!!!

Aベストアンサー

乾電池の劣化は電圧低下ではなく、等価的には内部抵抗の増加に現れる、と言われているので、本来は電流変化による電圧変化を見るのが妥当ですが、
「 電池残量はザクっと、」と言う範囲であれば、電池電圧で充分でしょう。

電子機器電圧を高抵抗(無駄な消費を省く)等で分圧して基準値とをいくつか作り、
電池電圧も高抵抗で分圧して被測定店を作り、その2者との比較をコンパレータ(低消費電力のOP_AMP、或いはC-MOS-IC)で検出する、これで充分だと思います。
たとえば、基準点は、複数の抵抗を直列にすれば、基準点大小が入れ子になることはありません。
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設計上の注意は、電池残量監視回路に電力を喰うようであれば本末転倒なので、いかに省電力で組むか、が技術の見せ所でしょう。

Qテスターで電池残量を測るためにはどうしたら良いですか?

テスターで電池残量を測るためにはどうしたら良いですか?

大昔、電池残量を測るための機械を使ったことがあります。
恐らく、電池の電圧か電流を測定することで、現在何%残量があるか測るものだったと思います。
今、手元にテスターがあるのです、このテスターを使って電池の残量を測れないかと考えております。
検索してみると
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/2385342.html

電圧ではなく、適当な抵抗器を直列に接続し、流れる電流量を測定すれば良いと書かれているページが見つかりました。
しかしながら、具体的に何Ωの抵抗器を使うかということまでは書かれていませんでした。

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どなたか詳しい方がおられたら教えて下さい。

テスターで電池残量を測るためにはどうしたら良いですか?

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恐らく、電池の電圧か電流を測定することで、現在何%残量があるか測るものだったと思います。
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Aベストアンサー

テスターで、電池残量は測定できません。
起電力(解放時の電圧)を測って、目安にしているだけです。
使用するに合わせて、内部抵抗が大きくなり、解放電圧は十分でも、大きな電流を取り出そうとすると電圧降下が大きくなり、使用に耐えなくなります(微弱電流で作動する機器には使用可能)。
>適当な抵抗器を直列に接続・・・。
残量というより、能力のチェックです。
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>乾電池の大きさによらず、電圧値は同じなので、同じ抵抗器を繋げば同じ電流量が流れる。
内部抵抗が同じならそのとうりです、・・・んが、大きくなれば、極板の面積も大きくなり、内部抵抗が小さくなります。
その状態で、電圧を測れば、単三の電圧が低くなっています(内部抵抗による電圧降下)。
※ E=IR 1.5=0.3R   抵抗は5オームです。

Qアマチュア向けの超低消費電流の電圧低下検出回路

電動アシスト自転車のNi-MHバッテリーを放置してダメにしてしまったため。防止回路を自作しようと思います。
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そのような目的に適したICや参考回路があればポインターを示して頂きたく思います。

Aベストアンサー

shouga4さんが紹介された質問
https://oshiete.goo.ne.jp/qa/8845467.html
の回答者です。その回答の回路で使っている三端子レギュレータの耐圧は20Vなので、そのままでは今回の用途(電源電圧は最大25Vくらいになる)には使えません。

レールスプリッタという、電源電圧を半分に落とすICがあります(耐圧は40V)。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06868/
これを使ってバッテリー電圧を半分にすれば最大13V程度になるので上の三端子レギュレータが使えます。しかし、レールスプリッタ自身の消費電流が200μAくらいあるので、150μA未満という仕様を満たしません。

消費電力が少なくて耐圧の大きな(36V)オペアンプがあります。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-08272/
2回路入りで消費電流は120μA(電源電圧が25Vのとき)です。1個のオペアンプをコンパレータ(電圧比較器)として使い、もう1つをパルス発振器(1秒おきにLEDがピカッ・ピカッと光らせるための信号を作る)として使えます。

shouga4さんが紹介された質問で使った三端子レギュレータの耐圧の問題は、入力電圧を抵抗分圧すれば耐圧の問題は回避できます(三端子レギュレータの負荷電流は小さいので抵抗分圧でも大丈夫のはず)。

回路を考えて実際に組んで実験してみますので少々お待ちください。18V以下になったときの告知方法はLEDの点滅でいいでしょうか。

電動アシスト用だとモータに流れる電流(起動時の最大電流)はどれくらいあるのでしょうか。数A程度の電流なら、パワーMOS-FETを使って、バッテリーとモータを自動的に切り離すようにもできます。

上で紹介した部品は秋月電商で扱っているものですが入手可能でしょうか。

shouga4さんが紹介された質問
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の回答者です。その回答の回路で使っている三端子レギュレータの耐圧は20Vなので、そのままでは今回の用途(電源電圧は最大25Vくらいになる)には使えません。

レールスプリッタという、電源電圧を半分に落とすICがあります(耐圧は40V)。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06868/
これを使ってバッテリー電圧を半分にすれば最大13V程度になるので上の三端子レギュレータが使えます。しかし、レールスプリッタ自身の消費電流が200...続きを読む

Q可変抵抗器には何故足が3本あるのでしょうか?

基本的な部分で理解できません。

Aベストアンサー

http://www.ops.dti.ne.jp/~ishijima/sei/letselec/letselec7.htm

両端の抵抗値は変わりません。両端と中心の端子の間の抵抗値が変わるようです。


+----+----+
4Ω 4Ω
両端は8Ω 中心と両端は4Ω4Ω

可変抵抗をまわして左にする
++--------+
0Ω 8Ω
両端は8Ω 中心と両端は0Ω8Ω

可変抵抗をまわして右にする
+--------++
8Ω 0Ω
両端は8Ω 中心と両端は8Ω0Ω

Q1.5Vの乾電池(単三形)は何mAの電流が出る?

1.5Vの乾電池(単三形)は何mAの電流が出る?

乾電池とACアダプターの両方で動作できる機器のACアダプターはどの製品を見ても350mAです。
つまり、乾電池も350mA程度(もうちょい低いかも)の出ると考えてもいいのでしょうか?

たとえば)
私の家のキーボードは単三電池を8個(直列)をいれて動きます。
そこで、付属のACアダプターを見てみると12V350mAでした。
つまり、計算上電池一本は350mAの出力が出ていることになります。

ちなみに、電流についてはいまいちよく知りません。
ふと疑問に思ったので質問しました。
回答お願いします。

Aベストアンサー

>つまり、計算上電池一本は350mAの出力が出ていることになります。

までのあなたの仮説はほとんど正しいですね、 乾電池は350mAのほぼ電流を取り出せているといえます。

言葉の定義ですが、 電流は mA で、電気の流れる速さのようなもの。
出力というのは、電圧×電流 つまり電力というものです。

次に、
>乾電池(単三形)は何mAの電流が出る?
という初めの質問だけに答えるとします。

流そうとする電流は、機器の抵抗などによって変わります。
ただ、大きな電流を取ろうとすると、電池は電圧が低下して、使えなくなる(機器を動かせなくなります)

瞬時であれば、数A(アンペア)流せますが、そんな使い方をする機器は、まずありません。

カメラの外付けストロボは、1Aぐらいの電流を使い、一回のストロボ発光につき、数秒から20秒ぐらい電流を流します。 それを何度も繰り返せます。

お使いのキーボードが350mAを流すとすると、数時間連続で使えると思います。
電池の良しあしや、連続で使うかなどの条件によって変わるので一概に計算できません。

Q三端子レギュレータに付けるコンデンサ

三端子レギュレータ7805を使用するのに、あるHPで「入力、出力側にそれぞれ1つずつ0.1μFのコンデンサを付ける」というのを見た事があるのですが、別の本には入力側には22μF、出力側には100μFを取り付けるとありました。
どちらが正解なのでしょう?また、2つの違いは何でしょう?
目的に応じて使い分けたりするのでしょうか?

Aベストアンサー

どちらも正しく、どちらも間違っています。
本に書いてあるから、ではなく、設計によって違ってきます。
つまり、入力電圧、入力のリップル含有率、出力電流、出力に求めたいリップル含有率、出力のリアクタンス分・・・などなど
それによって計算します。
それから、リップル率によってコンデンサに流れる電流を求め、そこから発熱を求め、それに耐えられるコンデンサを選びます。
また、入力電圧と出力電圧の差、出力電流、リップル率、使用状態の周囲温度などから、レギュレータの発熱を計算し、熱抵抗を求めて、放熱板を決定します。
かなり面倒な計算なので、おおよその回答を言いますと、7805は出力が5V1Aの定格ですから、最大0.8Aまで使うとし、入力はAC6Vの全波整流として、入力も出力も100μFの電解コンデンサと0.1μFのプラスチックコンデンサを並列接続したもので、いけると思います。
ただし、0.1μFのコンデンサはレギュレータの足に直結します。
100μFのコンデンサは回路中についていればどこでも良いです。

入力はAC6Vの全波整流で、出力電流を0.8A取ると、レギュレータで約1.6Wを消費しますので、周囲温度を30℃まで使うとして、ジャンクション温度を80℃にしたければ、熱抵抗は25℃/W程度の放熱板が必要です。
これ以外の入力電圧や、出力電流の場合は再計算が必要です。

どちらも正しく、どちらも間違っています。
本に書いてあるから、ではなく、設計によって違ってきます。
つまり、入力電圧、入力のリップル含有率、出力電流、出力に求めたいリップル含有率、出力のリアクタンス分・・・などなど
それによって計算します。
それから、リップル率によってコンデンサに流れる電流を求め、そこから発熱を求め、それに耐えられるコンデンサを選びます。
また、入力電圧と出力電圧の差、出力電流、リップル率、使用状態の周囲温度などから、レギュレータの発熱を計算し、熱抵抗を...続きを読む

Qバッテリーの使用可能時間を計算する方法

バッテリーの使用可能時間を計算する方法を教えて下さい。

例えば、蓄電容量80Ahのバッテリーフル充電時に消費電力100Wの電化製品を使用した場合、何時間使用可能かを出す計算式です。

よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

> 蓄電容量80Ahのバッテリー

バッテリの定格電圧が不明だと、そこから何ワットの電力が取り出せるかは解りません。定格1.2Vのエネループと、24Vの車用バッテリーとでは、同じ1000mAhでも取り出せる電力は20倍も違います。と言うことを踏まえて考え方を。

1)バッテリから取り出せる電力量[Wh]=バッテリーの定格電圧[V]×畜電容量[Ah]

2)機器の消費電力量[Wh]=機器の消費電力[W]×3600 ※電流は1秒あたりの量なので

3)機器の動作時間[h]=バッテリから取り出せる電力量[Wh]÷機器の消費電力量[Wh]

余談)機器の消費電力[W]=電源電圧[V]×消費電流[A]
∴100V用の機器ならば、消費電力÷100=消費電流となる。800Wの電子レンジの消費電流は8A

実際には一般家電製品は交流100Vですから、直流のバッテリから供給するためには、インバータなどによる変換が必要となります。ここでの変換損失が10%程度見込まれるので、バッテリの実力値そのままというわけにはいきません。

Qプルアップ抵抗値の決め方について

ほとんどこの分野に触れたことがないので大変初歩的な質問になると思います。

図1のような回路でプルアップ抵抗の値を決めたいと思っています。
B点での電圧を4.1Vとしたい場合について考えています。その場合、AB間での電圧降下は0.9Vとなります。

抵抗値×電流=0.9Vとなるようにプルアップ抵抗の値を決めるべきだと考えていますが、この抵抗に流れる電流が分からないため、決めるのは不可能ではないでしょうか?

抵抗値を決めてからやっと、V=IRより流れる電流が決まるため、それから再度流れる電流と抵抗を調節していって電圧降下が0.9Vとなるように設定するのでしょうか。どうぞご助力お願いします。



以下、理解の補足です。
・理解その1
ふつう、こういう場合は抵抗値を計算するためには、電圧降下と抵抗に流れる電流が決まっていることが前提だと考えていました。V=IRを計算するためには、この変数のうち2つを知っていなければならないからです。
また、例えば5V/2Aの電源を使った場合、マイコン周りは電源ラインからの分岐が多いため、この抵抗に2A全てが流るわけではないことも理解しています。

電源ラインからは「使う電流」だけ引っ張るイメージだと理解しているのですが、その「使う電流」が分からないため抵抗値を決定できません。(ポート入力電流の最大定格はありますが…)


・理解その2
理解その1で書いたように、抵抗値を計算するためには、電圧降下と抵抗に流れる電流が必要だと理解しています。図2を例に説明します。Rの値を決めたいとします。
CD間の電圧降下が5Vであることと、回路全体を流れる電流が2Aであることから、キルヒホッフの法則より簡単にRの値とそれぞれの抵抗に流れる電流が分かります。今回の例もこれと同じように考えられないのでしょうか。

ほとんどこの分野に触れたことがないので大変初歩的な質問になると思います。

図1のような回路でプルアップ抵抗の値を決めたいと思っています。
B点での電圧を4.1Vとしたい場合について考えています。その場合、AB間での電圧降下は0.9Vとなります。

抵抗値×電流=0.9Vとなるようにプルアップ抵抗の値を決めるべきだと考えていますが、この抵抗に流れる電流が分からないため、決めるのは不可能ではないでしょうか?

抵抗値を決めてからやっと、V=IRより流れる電流が決まるため、それから再度流れる電流と抵抗を調...続きを読む

Aベストアンサー

NO1です。

スイッチがONした時に抵抗に流れる電流というのは、最大入力電流や最大入力電圧
という仕様から読めば良いのでしょうか。
→おそらくマイコンの入力端子の電流はほとんど0なので気にしなくてよいと思われます。
入力電圧は5Vかけても問題ないかは確認必要です。

マイコンの入力電圧として0Vか5Vを入れたいのであれば、抵抗値は、NO3の方が
言われているとおり、ノイズに強くしたいかどうかで決めれば良いです。
あとは、スイッチがONした時の抵抗の許容電力を気にすれば良いです。
例えば、抵抗を10KΩとした場合、抵抗に流れる電流は5V/10kΩ=0.5mAで
抵抗で消費する電力は5V×0.5mA=0.0025Wです。
1/16Wの抵抗を使っても全く余裕があり問題ありません。
しかし、100Ωとかにしてしまうと、1/2Wなどもっと許容電力の大きい抵抗を
使用しなければいけません。
まあ大抵、NO3の方が書かれている範囲の中間の、10kΩ程度付けておけば
問題にはならないのでは?

Q抵抗の1/2W、1/4Wの違いについて

 クルマのLED工作で抵抗を使おうと思っています。

 その時 抵抗には、〇Ω以外にも
1/2W、1/4W等の規格があるのですが、よくわかりません
調べてみたところ<電力消費>という
キーワードが分かりましたが他がサッパリ・・・・

・例えば (+)1/4W 430Ω LED (-)という場合
抵抗を 1/2W 430Ωでは、ダメなのですよね?
 1/2Wの場合 〇Ωになるのでしょうか?

・また、1/2W、1/4Wは、単純に大きさ(太さ、長さ)で
判別がつくのでしょうか?

Aベストアンサー

抵抗が焼ききれずに使用できる or 性能を保証できる電力です。

例えば1kΩの抵抗に24Vの電圧を与えると、抵抗はP=V*I=(V^2)/R=0.576Wの電力を熱として消費します。
1/2W抵抗は0.5Wまでしか持たないので1W抵抗を使用することになります。
一瞬でも定格を越えるとダメなので、通常は余裕を持って考えます。

>・例えば (+)1/4W 430Ω LED (-)という場合
>抵抗を 1/2W 430Ωでは、ダメなのですよね?

定格を満たしているため問題ありません。

>・また、1/2W、1/4Wは、単純に大きさ(太さ、長さ)で
>判別がつくのでしょうか?

大抵の場合大きさで分かります。長さも太さも違います。
同一シリーズであれば確実にワット数の大きいほうがサイズがでかいです。
(1/2W>1/4W)

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1314083328

QVccとVddの違い

トランジスタのバイアス電圧などでよくVccとかVddとかかかれているのをみます。
Vccのccとは何の略で、Vddのddとは何の略なのでしょうか?
また使い分け方を教えて下さい。

Aベストアンサー

cはコレクタ,dはドレインの略です.
Vcと表記すると該当のトランジスタ1個のコレクタ電圧を指しますよね.
Vccという表記は,それと明確に区別するために使われていると思います.
ccで,複数のトランジスタのコレクタを意味しているのでしょう.
つまり,ccは「コレクタ側電圧(電源)」,ddは「ドレイン側電圧(電源)」
と考えればよいでしょう.
ちなみに,Veeでエミッタ側のマイナス電源(NPNの場合)を表します.
それと,ccとかddとかは,大文字でCC,DDと表記することが決まっている
はすです.小文字の場合は「小信号」を意味するからです.
IEEEやJEDECで表記の規則が手に入るはずです.


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