12Vのバッテリの電圧が、10.5V程度以下になったとき、警告として赤

質問

12Vのバッテリの電圧が、10.5V程度以下になったとき、警告として赤ＬＥＤを光らせる単純な回路を考えています。回路には、電圧監視用ＩＣを使えばいいのはわかります。しかし、ＩＣの仕様書をみても、どのように周辺の回路を組めばいいかよくわかりません。できれば、お勧めのＩＣと、実際の回路構成のサンプルをご教授いただきたいのですが。どうぞよろしくお願いします。

回答No.10

inara1 · ベストアンサー

ANo.8が「サポート確認中」となっているのは、exeファイルが参照されているからのようです。以下に書き直します。

回答で使った回路シミュレータはCircuit Maker の試用版（機能制限がある）です。
[1] についている CD-ROM を使うか、[2] から直接ダウンロードしてインストールすればすぐに使えます。LM358 やLEDや低電圧ダイオードなどのモデルは最初から入ってます。

最初から始めるのなら、無料で機能制限のないシミュレータなら LT-Spice がいいと思います。ここ（http://www.geocities.co.jp/ltspice_swcadiii/）に使いかたが出ています。LT-Spice のダウンロードは、ここ（http://www.linear-tech.co.jp/designtools/software/）の右側の
　　　ダウンロード！ LTspice IV (Updated September 10, 2010)
をクリックします。

私はLT-Spice も使っています。使い方が分からないときはここで新規に質問してください（この質問を締め切らずに補足で質問してもいいです）。

[1]　電子回路シミュレータ入門（講談社・ブルーバックスB1344）\1500　?http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/406257344X/pcmemo-22
[2]　Circuit Maker の試用版のダウンロード＆インストール
　　　（１）　http://babbage.cs.qc.edu/courses/cs343/Circuit_Maker/　の　Download CircuitMaker from this course's web site. をクリック
　　　（２）　実行　→　実行する　→　Next → Yes → Company 名を入力して Next
　　　（３）　デフォルトではCドライブにインストールされますが、そのままで良ければ Next
　　　　　　　Dドライブにインストールするなら Browse をクリックして一番下の Drives： から dドライブを選択　→ 一番上のPath： の欄に d:\CircuitMaker などと書いて OK → Next
　　　（４）　Next → Next → Finish
　　　（５）　Circuit Makerのショートカットアイコンをデスクトップなどにコピー　→　Circuit MakerのショートカットアイコンをWクリックすると起動

お礼

お礼おそくなりました。
中古でＰＳＰＩＳＥの本を買いましたので、これで勉強してみます。
どうもありがとうございました。

回答No.9

inara1

サポート確認中で見れなくなっていますが・・

ANo.8 の補足です。
[1] は書籍の付録のCD-ROMからインストールするのでお金（書籍代金）が要りますが、[2] は無料です。Circuit Maker の簡単な使い方は [3] に出ています。[3] の冒頭にあるダウンロードサイトは使えません。

[3]　http://www.hamusuta.net/openbbs/pc/cmaker/spice.html

回答No.8

inara1

いまくいって良かったですね。

http://sanwa.okwave.jp/qa6165750.html

回答で使った回路シミュレータはCircuit Maker の試用版（機能制限がある）です。
[1] についている CD-ROM を使うか、[2] の手順でインストールすればすぐに使えます。LM358 やLEDや低電圧ダイオードなどのモデルは最初から入ってます。

最初から始めるのなら、無料で機能制限のない LT-Spice がいいと思います。ここ（http://www.geocities.co.jp/ltspice_swcadiii/）に使いかたが出ています。LT-Spice のダウンロードは、ここ（http://www.linear-tech.co.jp/designtools/software/）の右側の
　　　ダウンロード！ LTspice IV (Updated September 10, 2010)
をクリックします。

私は LT-Spice も使っています。使い方が分からないときはここで新規に質問してください（この質問を締め切らずに補足で質問してもいいです）。

[1]　電子回路シミュレータ入門（講談社・ブルーバックスB1344）\1500　?http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/406257344X/pcmemo-22
[2]　Circuit Maker の試用版のダウンロード
　　　（１）　http://babbage.cs.qc.edu/courses/cs343/Circuit_Maker/circuitmaker_student.exe　←　クリック
　　　（２）　実行　→　実行する　→　Next → Yes → Company 名を入力して Next
　　　（３）　デフォルトではCドライブにインストールされますが、そのままで良ければ Next
　　　　　　　Dドライブにインストールするなら Browse をクリックして一番下の Drives： から dドライブを選択
　　　　　　　→ 一番上のPath： の欄に d:\CircuitMaker などと書いて OK → Next
　　　（４）　Next → Next → Finish
　　　（５）　Circuit Makerのショートカットアイコンをデスクトップなどにコピー　→　Circuit MakerのショートカットアイコンをWクリックすると起動

回答No.7

inara1

ANo.5 の回路の不具合を直した回路を添付します（動作確認済）。

お礼

ありがとうございます。とりあえず、最初のＬＥＤ点灯回路はうまくいきました！！
点滅回路も面白そうなので、時間があるときチャレンジします。
なお、回路シミュレータはなにをお使いでしょうか？
差し支えなければお聞かせください。

回答No.6

inara1

ANo.5 の回路を作ってみました。
電源電圧が 10.7V 未満になるとLEDが点滅し始めるのは設計通りでした。しかし、電源電圧が 10.7V を超えると、LEDが完全に消灯するのでなく、5秒周期で点滅してしまいます。現在原因究明中です。

ANo.1 の回路（点滅しない）はちゃんと動作しました。

回答No.5

inara1

バッテリー電圧が10.7Vを下回るとLEDが点滅し始める回路を添付します。
右下の波形は、バッテリー電圧が 12V から下がってきたときのオペアンプの出力（A点）の電圧を回路シミュレータで見たものです。バッテリー電圧が 10.7V 以上ならA点の電圧は0V（LEDは光らない）ですが、10.7V を下回ると周期的に変わるのでLEDが点滅し始めます。バッテリー電圧が3V程度まで低下してもLEDは点滅します（暗くなりますが）。

C2 の容量を変えると点滅周期は以下のように変わります。
　　C2　　周期
　10μF　0.2秒
　22μF　0.5秒
　33μF　0.8秒
　47μF　1.1秒

C1 はオペアンプのパスコンですが、ここは 0.1μFの積層セラミックコンデンサでも構いません（同じコンデンサが使えるように C1 と C2 を同じにしただけです）。C1 や C2 に電解コンデンサを使うときは極性（±）と耐圧（16V以上）に注意してください。

回答No.4

inara1

ANo.3 に間違いがありました。
　　×　ツェナー電圧が 10.5V　未満なら 2.5V でなくてもいいです
　　○　ツェナー電圧が 9V　未満なら 2.5V でなくてもいいです。

回答No.3

inara1

ツェナーダイオードでも大丈夫です。ツェナー電圧が 10.5V　未満なら 2.5V でなくてもいいです。ツェナー電圧を Vz (V) としたとき
　　　Voff = Vz*( 1 + R2/R3 ) = 10.5V
となるようにR2とR3の値を決めればいいです。

[3] のツェナーダイオードだと、 Vz は ダイオードに流す電流が 5mA のときの値になるので、シャントレギュレータをツェナーダイオードの置き換えるときは、抵抗 R1 の値を次の式で計算して変更してください。
　　　R1（Ω） = ( 10.5 - Vz )/0.005
　　　Vz = 2.5V なら R1 = 1.6kΩ

ANo.1の回路に抵抗5本とコンデンサ（10μF)を1個追加すると、バッテリー電圧が10.75V未満になったとき、LEDが点滅するようにできます（余ったオペアンプを使います）。こちらのほうが気づき易いのではないでしょうか。明日で良ければその回路図を添付します。

[3]　ツェナーダイオード（ルネサステクノロジ・ＨＺ６Ｃシリーズ）
　　　価格　http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/search.php?toku=%25C8%25BE%25C6%25B3%25C2%25CEDi&cond8=or&dai=%25A4%25C4%25A4%25A7%25A4%25CA&chu=&syo=&k3=0&pflg=n&list=2
　　　データシート　http://documentation.renesas.com/jpn/products/diode/rjj03g0568_hz.pdf

お礼

なるほど、やはりツェナーダイオードでいいんですね。
参考にしたいので、回路図できましたら、貼付お願いいたします。

回答No.2

inara1

間違いがありました。
×　Voff = 2.5*( 1 + R3/R2 )
○　Voff = 2.5*( 1 + R2/R3 )

回答No.1

inara1

電圧監視用ＩＣでなく、安いオペアンプと基準電圧発生用ICを使った回路の例を添付します。
LEDが消灯する電圧 Voff (V) は
　　　Voff = 2.5*( 1 + R3/R2 )
となります。R2 = 33kΩ、R3 = 10kΩ のとき、 Voff = 10.75V になります。添付図の右上は、回路シミュレータでの特性です。LED の点灯電流を決める抵抗 R4 は、LEDの動作電圧 Vf (V) によって変わります。点灯時のLED電流を If (mA) としたとき
　　　R4（kΩ） = ( Voff - Vf )/If
となります。

[1]　オペアンプ（LM358）
　　　　　価格（5個100円）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02324/
[2]　シャントレギュレータ（NJM431)
　　　　　価格(30円）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00431/

お礼

なるほど、単純にＯＰでもいいのですね。早速つくってみます。シャントレギュレータの変わりに2.5Vのツェナダイオードでもいいのでしょうか？