Gcraud

 このブログは2012 ~ 2015 でロボカップジュニアサッカー部門に出場させていただいたGcraudの活動を記録したものです。
ブログ移行は途中まで行われましたがチーム解散とともに中止となりました。

カテゴリ : 回路

2013のジャパンから使っている光るトグルスイッチについてですが,
最近よく聞かれるのでここに書こうと思います。
CIMG4393
これです↑
マルツ,千石電商,ヒロセテクニカルに売ってるのは見ました。
僕が買ったときは3店の中でヒロセテクニカルが一番安かったです。
スイッチの使い方は普通のトグルスイッチと一緒ですが,LEDはスイッチにはつながっていません。
スイッチを入れたときにLEDが光るようにするためには,スイッチのピンとLEDのピンを抵抗,電源などと接続する必要があります。 
 照光式トグルスイッチ
Vcc,GND,OUTの3ピン持ってくる場合の配線例です。
参考までにどうぞ

今回は,増幅回路によく使われる素子を紹介しようと思います。

増幅回路はセンサー類によく使われていてトランジスタ,FET,オペアンプ(OPアンプ)などが使われます。
その中でトランジスタについてどんなもんか見てみようと思います。
トランジスタの回路記号は,
トランジスタ
こんな感じで,Bはベース端子,Cはコレクタ端子,Eはエミッタ端子となっています。
まず,動作についてです。
トランジスタ増幅
すごく単純に言うと,ベースからエミッタに向けて流れる電流の数十倍,数百倍の電流をコレクタ,エミッタ間に流します。何倍になるかはデータシートを見ることで近い値がわかります。
実際の素子の形は,
I-00881

こんな感じです。上からE,C,Bで,ほとんどのトランジスタは同じ並び順です。

次に,実際にトランジスタを使用した回路です。 
sensor1
常時発光のときに使っていたボール検出回路です。
フォトトランジスタが流す電流の変化をトランジスタで増幅しています。
トランジスタを擬似的に抵抗とみると10[kΩ]との抵抗比で分圧されるのがわかります。ベースエミッタ間の電流の変化によりoutの電位が変わるので電圧の変化として出力が見られます。
こんな回路を使ってラインセンサーも作れます。

大電流
マイコンのデジタル出力ではつけられないくらいLEDなどを接続するとき。
マイコンの出力を増幅させて大きな電流を流すことでLEDをつけられます。
トランジスタにも定格があるのであまり流すと異常に発熱したり煙が出たりします。
 


前々回のコンデンサーは周波数が高ければ高いほど信号を通しやすくなる性質があるというようなことを書きましたがそれについて 見ていきたいと思います。
コンデンサの交流に対して電流を制限する働きを容量性リアクタンスといいます。
こんな回路を例にすると↓
BlogPaint

電圧はこんな感じで表せます。
容量性リアクタンス式
 変形すると,
 容量性リアクタンス式2
電流 I ,電圧V,周波数 f,コンデンサの容量C,円周率π(3.14159265...のやつ)です。
これで周波数が高いほど電流が流れやすくなることがわかります。
また電圧が時間で変化しないとき(直流のとき)は周波数が0なので電流は流れないこともわかります。
ただし,コンデンサーの容量の分は電流が流れます。 

ローパスフィルターのデューティー比に対する動作を見ていきます。
まずデューティー比50%
充放電2
細い線はこの位置です。
次に50%より下げた場合
小デューティー比
充電する時間が短くなり,放電する時間が長くなるため細い線は低くなります。
次にデューティー比が50%より上がった場合です。
デューティー比大
充電する時間が長くなり,放電する時間が短くなるため細い線は高くなります。

次にパルスボールの光をリモコンセンサーが見た場合を考えます。
パルスボールから出ている信号は40[kHz]の信号をさらに1200[Hz]で点滅させたものです。
これをリモコンセンサーが受信すると,1200[Hz]の信号だけになります。リモコンセンサーの中の回路が自動的に40[kHz]の信号を除去します。
パルスボールの信号の波形はこのようになってるので,ボールの距離によってだいぶ荒いですがデューティ比が変わります。
ですから,リモコンセンサーからの出力信号をローパスフィルターにかけると距離に応じたアナログ値が出てきます。

あけましておめでとうございます。
craudです。

今回は,ローパスフィルターについて書こうと思います。
こんな回路です。
LPF1
↓これなら見たことがあると思います
LPF

 24[kΩ],0.22[uF]つなげるやつです。
 ローパスフィルターはある周波数より高い周波数の信号を通りにくくし,低い周波数を通す回路です。
これはコンデンサの「周波数が高い信号ほど信号を通しやすくなる」性質を利用したものです。
動作を見ていきます。
フィルターに矩形波を入れたとすると,
信号がHighの時にコンデンサが充電されます。
LPF2
そのあと信号がLowになるとコンデンサにためられた電気が入力方向に流れます。
その結果出力の波形は,
充放電
赤のようになります。
充電,放電のカーブはコンデンサと抵抗の大きさによって決まります。
コンデンサの容量を大きくすると充電,放電の時間が長くなるし,抵抗を大きくしてもコンデンサに電気がたまるスピードが遅くなるので充電,放電の時間が長くなります。充電と放電の時間が長くなるほどカーブが緩やかになります。
このカーブを大きくすると,
充放電2
こんな感じになります。
コンデンサが放電し終わる前に充電が始まっているため,細い線より下では電圧の変化がなくなっています。細い線の位置は周波数が高くなるほど高い位置になり,周波数が低いほど低い位置になります。つまり,周波数が高いほどオンオフの信号(交流分)が小さくなります。

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