LEDを徐々に点灯させる方法

質問

LEDをスイッチを入れると徐々に（１秒ほど）点灯させるにはどうしたら良いでしょうか？
全くの素人です。
可能な限り単純な回路でやりたいと考えています。

今あるパーツは
３Vの電池(1.5×2）
1.9V、0.2mAのLED１つ
56Ωの抵抗

教えてください。よろしくお願いします。

回答No.10

ruto

>しかしそれを正しく直したら点灯しませんでした。
>電源が1.5Vのボタン電池なんですが、普通の単三とかでないとだめなの　>でしょうか？

　まさかと思いますが、ボタン電池は通常の電池の＋に相当するところがマイナスで、外側が＋です。
　±を間違ってませんか。プラマイ逆では点灯しませんよ。

お礼

回答ありがとうございます。
電池は大丈夫です。
間違っていたのはLEDの向きでした。

回答No.9

debukuro

５番ですが
回路１でR２を外したというのはエミッターとGNDをショートさせたということでしょうか？
それだったらTRの規格が違っているのかも知れませんね

お礼

回答ありがとうございます。
＞回路１でR２を外したというのはエミッターとGNDをショートさせたということでしょうか？
そうです。
TRは（C1815　GR8F）と書いてあるものを使っています。

回答No.8

debukuro

コンデンサーの絶縁不良とはコンデンサー自体が悪いということです
半分パンクした状態
+３ｖ→SW→R１→C→GND
こういう回路が構成されているのです

回答No.7

inara1

ANo.3ですが、図５の回路は、Vf = 2V の赤色LEDで実験したらちゃんと動作しましたよ。

＞R2をとったりしても点灯するのはおそらくそのせいでした
R2 をとると、徐々に点灯しなくなるだけで、点灯はします。

＞しかしそれを正しく直したら点灯しませんでした。
意味がよく分かりません。

＞電源が1.5Vのボタン電池なんですが、普通の単三とかでないとだめなのでしょうか？
スイッチをONして数秒後の電池の電圧を測定したとき、ちゃんと 3V 出ていますか？

回答No.6

ruto

トランジスターを使わない方法は、
電源３Vで先ず直列にR1＝65Ω、コンデンサＣ＝０．０３Ｆ、直列にR2＝65Ωを３つ直列に繋ぎます。次にR1とCの接続点からLEDのアノードを繋ぎカソードは電池のマイナスに繋ぎます。
　これで、SWオンでLEDの電圧は1.5Vからスタートし約1.2秒後に1.9V
になりますが実際はもっと時間がかかると思います。
　コンデンサは高容量が必要です。30000μFに成ります。

回答No.5

debukuro

回路１，２でR２をはずしても点灯した　Σ(￣□￣;)
Cの充電電流で短時間は点灯するかもしれないが充電が終わると回路は遮断されるはず
Cが絶縁不良で漏れ電流があるのじゃないですか？
それだったらスイッチONで点灯しない理由もR1を小さい物に換えると点灯する理由もわかります

お礼

回答ありがとうございます。
絶縁不良とはどういったことが原因なんでしょうか？

回答No.4

anachrockt

明るさとLEDの電圧・電流の関係は，コンデンサと抵抗でやっても徐々に点灯させられなかったような？
昔やったんですが，うまくできなかった記憶があります．

回路だけ簡単にするには，このICとパスコン（0.1μF/25V）と手持ちの部品でやるのが一番です．
http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%22I-00252%22&s=popularity&p=1&r=1&page=&cl=1
ソフトを作れればの話ですが，出力はPWMのパルス幅を明るさを見ながら変化させます．
回路だけはびっくりするほど簡単になります．

お礼

回答ありがとうございます。

回路がシンプルになるのは理想ですがソフトをつくるのはハードルが高いです。
できれば試してみたいので、参考になるようなサイトや教材のようなものはありますでしょうか？

回答No.3

inara1

ANo.2 さんの回路はいいですね（ダイオードで下駄は履かせるより抵抗のほうがいい）。コンデンサの下に抵抗を入れると、スイッチONの直後にベース電圧がすでに上がっているので、LEDが点灯するまでの遅延を少なくすることができるわけですね。それと、R3 を追加することで、スイッチをOFFした後にコンデンサにたまった電荷が R3 を通じて速やかに放電されるので、すぐにスイッチをONにしても同じ動作をさせることができます（ANo.1の回路は放電経路がないので、スイッチOFFのあとすぐにONにするとLEDが急に光りだす欠点があります）。

ただ、ANo.2さんの回路はLED電流がトランジスタの電流増幅率 hfe で決まってしまうので、hfeのバラツキや温度変化によるLEDの電流の変化が大きいと思います。回路シミュレータで見てみると、 hfe = 100 のとき、ic = 2mA、hfe = 400 のとき ic = 7.7mA でした。C を大きくする必要がありますが、R1 を小さくしてトランジスタを完全にONにさせれば hfe の変化に強くなるはずです。

ANo.2さんのアイデアを盛り込んで、ANo.1 の回路を改良してみました。「可能な限り単純な回路」という質問者の希望に反して抵抗は4本です。

【回路５】　　　　　　+3V
　　　　　　┌───┤
　　　　　　○　　　　 │+
　　　　 ＼○　　　　 ▽ LED
　　　　　　│　　　　 │-
　　　┌─┤　　　　 │
　　　│　　R1　　　　 c
　　　R3　├── b　　　←　NPNトランジスタ（2SC1815など）
　　　│ +│　　　　　 e　　　　　　　R1 = 10kΩ、 R2 = 2.2kΩ
　　　│　 C　　　　　 │　　　　　　 R3 = 10kΩ、R4 = 33Ω
　　　│ -│　　　　　 R4　　　　　　C = 220μF（電解コンデンサ）
　　　│　 R2　　　　 │
　　　└─┴───┴─ GND (0V)

hfe = 100 の場合　スイッチON直後にLEDが光り始め、2秒後にLED電流がほぼ一定（16mA）になる
hfe = 400 の場合　スイッチON直後にLEDが光り始め、1.3秒後にLED電流がほぼ一定（18mA）になる

この回路は、電源電圧が 2.5Vまで下がると、LED電流が7mAに下がってしまいます。コンデンサを大きくせずに電源電圧変動に強い回路を考えてみます。

お礼

ありがとうございます。
うまく行かないのでいろいろと試していたら基本が間違っていました。
R2をとったりしても点灯するのはおそらくそのせいでした。
すいません。

しかしそれを正しく直したら点灯しませんでした。
電源が1.5Vのボタン電池なんですが、普通の単三とかでないとだめなのでしょうか？

回答No.2

ruto

回路的にはR2,R3を追加して、スタート時にベースに0.5V供給し
すぐに点灯開始して、１秒後20ｍAで点灯する回路です。
Cを増やせば、もっとゆっくり点灯します。
+－－－－－───---┤
|　　　｜　　　　　 │+
|　 　 ｜　　　 ▽ LED
R3　　　│　　　　 │-
|　　 R1　　　　　 │
|　　　｜　　　　 c
|　　　├── b　　　←　 トランジスタ
|　　+ │　　 　　e　　　　　　　　　R1 = 117kΩ
|　　　＝C　　　　│　　　　　　　　 R2 = 500Ω
|-----| 　 |　　 　 　　　 R3=2.5kΩ
　R2　　　　 ｜　　　　　　　C = 120μF（電解コンデンサ）
　　　└───┴─ 　　
図が上手く書けないので分かりにくいですが、コンデンサの上にR1、下にR2、加えてコンデンサの上がベース、下がR3に繋がってます。
エミッタは直接－です。

回答No.1

inara1

スイッチをONするとLEDが徐々に明るくなって、1秒くらい経過したら一定の明るさになるようにしたいということですね。
NPNトランジスタ（2SC1815など）があるのなら以下のような回路でできます。いろいろなバリエーションがあるので実験してみてどれがいいか決めるといいでしょう。
以下の回路ではLEDの明るさが一定になったときのLED電流が 20mA 程度になるようにしています。この電流はR2で決まりますので、明るさを変えるときはR2の抵抗値を変えてみてください（小さくすると明るくなる）。明るくなる時間は C の容量で変えられます（容量を大きくすると時間が長くなる）。なお、以下の回路はスイッチをOFFにしたときもLEDが徐々に暗くなりますが、回路を変えれば瞬時に消灯させることも可能です。

【回路１】　　　+3V
　　　┌───┤
　　　○　　　　 │+
　 ＼○　　　　 ▽ LED
　　　│　　　　 │-
　　 R1　　　　 │
　　　｜　　　　 c
　　　├── b　　　←　NPNトランジスタ（2SC1815など）
　　+│　　　　　e　　　　　　　R1 = 10kΩ
　　　C　　　　　│　　　　　　 R2 = 10Ω
　　-│　　　　　R2　　　　　　C = 330μF（電解コンデンサ）
　　　└───┴─ GND (0V)

スイッチONの後 0.8秒経過してから光り始め、2秒後に明るさ一定

【回路２】　　　+3V
　　　┌───┤
　　　○　　　　 │
　 ＼○　　　　 ▽ LED
　　　│　　　　 │
　　 R1　　　　 │
　　　｜　　　　 c
　　　├── b　　　←　NPNトランジスタ（2SC1815など）
　　+│　　　　　e　　　　　　　R1 = 10kΩ
　　　C　　　　　│　　　　　　 R2 = 10Ω
　　-│　　　　　│　　　　　　C = 330μF（電解コンデンサ）
　　　├─┐　　R2
　　　 c　 │　　 │
　　　　　b┘　　│　←　NPNトランジスタ（2SC1815など）、ダイオードでもいい
　　　 e　　　　　│
　　　└───┴─ GND (0V)

スイッチON直後から光り始め、1秒後に明るさ一定

【回路３】　　　+3V
　　　┌───┤
　　　○　　　　 │
　 ＼○　　　　 ▽ LED
　　　│　　　　 │
　　 R1　　　　R2
　　　│　　　　 │
　　　｜　　　　 c
　　　├── b　　　←　NPNトランジスタ（2SC1815など）
　　+│　　　　　e　　　　　　　R1 = 10kΩ
　　　C　　　　　│　　　　　　 R2 = 33Ω
　　-│　　　　　│　　　　　　C = 1000μF（電解コンデンサ）
　　　└───┴─ GND (0V)

スイッチONの後 2秒経過してから光り始め、3秒後に明るさ一定

【回路4】　　　+3V
　　　┌───┤
　　　○　　　　 │
　 ＼○　　　　 ▽ LED
　　　│　　　　 │
　　 R1　　　　R2
　　　│　　　　 │
　　　｜　　　　 c
　　　├── b　　　←　NPNトランジスタ（2SC1815など）
　　+│　　　　　e　　　　　　　R1 = 10kΩ
　　　C　　　　　│　　　　　　 R2 = 33Ω
　　-│　　　　　│　　　　　　C = 1000μF（電解コンデンサ）
　　　├─┐　　│
　　　 c　 │　　 │
　　　　　b┘　　│　←　NPNトランジスタ（2SC1815など）、ダイオードでもいい
　　　 e　　　　　│
　　　└───┴─ GND (0V)

スイッチON直後から光り始め、1秒後に明るさ一定

お礼

inara1様
ご回答ありがとうございます。
とても助かりました。
早速試してみます。

補足

パーツをそろえて回路1と2を組んでみましたが、LEDが弱く点灯するだけで徐々に点灯しその後一定という効果は得られませんでした。

回路を組むときGNP(0V)のところはどうすればいいのでしょう？
本当に素人ですいません。

R1を弱い抵抗(56Ω）に変えると本来の明るさでした。
R2を外しても点灯しました。