10日でできるデバイスづくり(基礎1)

こんばんは、KOSEN’s三原です。
KOSEN’s「10日でできる何か」シリーズとして、僕はマイコン&LEDを使ったデバイス作成を
先日紹介した「インターネット高専スクール」の「電子デバイス応用入門コース」をベースとして説明していきます。
(紹介ページ:http://kosens.jp/e_school_kosen/)
(インターネット高専スクール:http://kosen-e.jp/)
(電子デバイス応用入門コース:こちら)

LEDとは
知ってる方は知っている、知らない方は覚えてね、的なお話ですが、
LEDは、電気抵抗により発熱・発光する電球とは違い、電子の結合によって発光する素子であり

  • ほとんど発熱が無い
  • 発熱があまり無い→耐久性が高いため、長時間の点滅などもOK
  • 光自体が色を持つ

などの特性を持っています。

それ以上の説明は化学や電子物性工学、半導体工学のお話になってしまうので割愛ですが、第1章1.2の図1.3にわかりやすく記載されています。
なお、あまり関係ないですが、LED発光の仕組みについて理解し、興味を持った方はぜひ「トンネルダイオード(別名エサキダイオード)」について調べてみてください。負の抵抗を持つという信じられないことが起こりますよ。

LED点滅の基礎
さて、電池・抵抗・LEDの直列回路で簡単に点灯するLEDですが、これを点滅させてみましょう。
トランジスタという有名な素子がありますが、皆さんご存知でしょうか。これが発明されたおかげで、身の回りの電化製品が現在の大きさまで小さくなったという話は有名ですね。
トランジスタには2つの大きな役割があります。1つは増幅、もうひとつはスイッチングです。増幅に関してはまたいつかの機会として、今回はスイッチングを使ってみます。

第2章2.3の図2-4に示されているのがトランジスタのスイッチング回路です。
トランジスタは下に示すベースに電圧が印加された場合にコレクタとエミッタ間の電流を通し、ベースに電圧が印加されない場合は、コレクタとエミッタ間の電流を通さないというスイッチ的な役割を担っています。

つまり、この回路でLEDを点滅させる場合には、ベースに電圧を加えたり加えなかったりといった信号を加えることにより実現が可能です。
この場合は、第2章2.3の図2-4に示されているように、パルス波を加えるとそれが実現可能でしょう。
しかし、パルス波を入力できる機器はなかなか家にはありませんよね。
ということで、次回はマイコンによる点灯について説明したいと思います。


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