乾電池1本で白色Ledが点灯する回路はどっち？ | Cq出版社 オンライン・サポート・サイト Cq Connect – 思考力特化コース こどもちゃれんじ
概要 試作用にコンデンサーを100pFから0. 01μFの間を数種類そろえるため、アメ横に久しぶりに行った。第二アメ横のクニ産業で、非常にシンプルな、LED点灯回路を組み立てたものがおいてあった。300円だったのでどんな回路か興味があったので組み立てキットを購入した。ネットで調べると良くあるブロッキング発振回路であった。製作で面倒なのはコイルをほどいて、中間タップを作り巻きなおすところであったが、部品数も少なく15分で完成した。弱った電池1. 2Vで結構明るく点灯した。コイルについては定数が回路図に記入してなかったので、手持ちのLCRメータで両端を図ると80μHであった。基板は単なる穴あき基板であるが回路が簡単なので難しくはない。基板が細長いので10個ぐらいのLEDを実装することはできそう。点灯するかは別にして。 動作説明 オシロスコープで各部を測定してみた。安物なので目盛は光っていません。 80μ 3. 3k 2SC1815-Y LED 単3 1本 RB L1 L2 VCE:コレクタ・エミッタ間電圧 VBE:ベース・エミッタ間電圧 VR:コレクタと反対側のコイルの端子とGND間電圧 VRB:ベース抵抗間の電圧 3.
5Vから動作可能なので、c-mosタイプを使う事にします。 ・555使った発振回路とフィルターはこれからのお楽しみです、よ。 (ken) 目次~8回シリーズ~ はじめに(オーバービュー) 第1回 1kHz発振回路編 第2回 455kHz発振回路編 第3回 1kHz発振回路追試と変調回路も出来ちゃった編 第4回 やっぱり気に入らない…編 第5回 トラッキング調整用回路編 第6回 トラッキング信号の正弦波を作る 第7回 トラッキング調整用回路結構悶絶編 第8回 技術の進歩は凄げぇ、ゾ!編
■問題 図1 の回路(a)と(b)は,トランスとトランジスタを使って発振昇圧回路を製作したものです.電源は乾電池1本(1. 2V)で,負荷として白色LED(3. 6V)が接続されています.トランスはトロイダル・コアに線材を巻いて作りました.回路(a)と(b)の違いは,回路(a)では,L 2 のコイルの巻き始め(○印)が電源側にあり,回路(b)では,コイルの巻き始め(○印)が,抵抗R 1 側にあります. 二つの回路のうち,発振して昇圧動作を行い,乾電池1本で白色LEDを点灯させることができるのは,回路(a)と(b)のどちらでしょうか. 図1 問題の発振昇圧回路 回路(a)と回路(b)はL 2 の向きが異なっている ■解答 回路(a) 回路(a)のように,コイルの巻き始めが電源側にあるトランスの接続は,トランジスタ(Q1)がオンして,コレクタ電圧が下がった時にF点の電圧が上昇し,さらにQ1がオンする正帰還ループとなり発振します.一方,回路(b)のようなトランスの接続は,負帰還ループとなり発振しません. 回路(a)は,発振が継続することで昇圧回路として動作し,乾電池1本で白色LEDを点灯させることができます( 写真1 ). 写真1 回路(a)を実際に組み立てたブレッドボード 乾電池1本で白色LEDを点灯させることができた. トランスはトロイダル・コアに線材を手巻きした. 電源電圧0. 6V程度までLEDが点灯することが確認できた. ■解説 ●トロイダル・コアを使用したジュール・シーフ回路 図1 の回路(a)は,ジュール・シーフ(Joule Thief)回路と呼ばれています.名前の由来は,「宝石泥棒(Jewel Thief)」の宝石にジュール(エネルギー)を掛けたようです.特徴は,極限まで簡略化された発振昇圧回路で,使い古した電圧の低い電池でもLEDを点灯させることができます. この回路で,使用されるトランスは,リング状のトロイダル・コアにエナメル線等を手巻きしたものです( 写真1 ).トロイダル・コアを使用すると磁束の漏れが少なく,特性のよいトランスを作ることができます. インダクタンスの値は,コイルの巻き数やコアの材質,大きさによって変わります.コアの内径を「r1」,コアの外径を「r2」,コアの厚さを「t」,コアの透磁率を「μ」,コイルの巻き数を「N」とすると,インダクタンス(L)は,式1で示されます.
図3 回路(b)のシミュレーション結果 回路(b)は正帰還がかかっていないため発振していない. 図4 は,正帰還ループで発振する回路(a)のシミュレーション用の回路です. 図2 [回路(b)]との違いはL 2 の向きだけです. 図4 回路(a)シミュレーション用回路 回路(a)は,正帰還ループで発振する回路. 図5 は, 図4 のシミュレーション結果です.上段がD1の電流で,中段がLED点の電圧を表示しています.この波形から正帰還がかかって発振している様子が分かります.また,V(led)が3. 6V以上となり,D1にも電流が流れていることがわかります.下段は,LED点の電圧をFFT解析した結果です.発振周波数は約0. 7MHzとなっていました. 図5 回路(a)シミュレーション結果 上段がD1の電流で,中段がLED点の電圧を表示しいる. 下段から発振周波数は約0. 7MHzとなっている. ●発振昇圧回路の発振が継続する仕組み 図6 も回路(a)のシミュレーション結果です.このグラフから発振が継続する仕組みを解説します.このグラフは, 図5 の時間軸を拡大し,2~6u秒の波形を表示しています.上段がD1の電流[I(D1)]で,中段がQ1のコレクタ電流[I C (Q1)],下段がF点の電圧[V(f)]とLED点の電圧[V(led)]を表示しています.また,V(led)はQ1のコレクタ電圧と同じです. まず,中段のI C (Q1)の電流が2. 0u秒でオンし,V(led)の電圧はGND近くまで下がります.コイル(L 1)の電流は,急激に増えることは無く,時間に比例して徐々に大きくなって行きます.そのためI C (Q1)も時間に比例して徐々に大きくなって行きます.また,トランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧もコレクタ電流の増加に伴い,少しずつ大きくなっていくためV(led)はGNDレベルから少しずつ大きくなります. コイルL 1 とL 2 のインダクタンス値は,巻き数が同じなので,同じ値で,トランスの特性として,F点にはV(led)と同じ電圧変化が現れます.その結果F点の電圧V(f)は,V CC (1. 2V)を中心としてV(led)の電圧を折り返したような電圧波形になります.そのため,V(f)は,V(led)とは逆に初めに2. 2Vまで上昇し,徐々に下がっていきます. トランジスタのベース電流はV(f)からV BE (0.
26V IC=0. 115A)トランジスタは 2SC1815-Y で最大定格IC=0. 15Aなので、余裕が少ないと思われる。また、LEDをはずすとトランジスタがoffになったときの逆起電圧がかなり高くなると思われ(はずして壊れたら意味がないが、おそらく数10V~ひょっとして100V近く)、トランジスタのVCE耐圧オーバーとさらに深刻なのがVBE耐圧 通常5V程度なのでトランジスタが壊れるので注意されたい。電源電圧を上げる場合は、ベース側のコイルの巻き数を少なくすれば良い。発振周波数は、1/(2. 2e-6+0. 45e-6)より377kHz
教育が新しく変わりました!新しい時代の学力は、「思考力・判断力・表現力」がカギ! 思考力特化コース 届いた. 社会はめまぐるしく変化しています。第4次産業革命ともいわれる情報化、 人工知能(AI)など化学技術はさらなる発展へ向かい、グローバル化は 新たな局面を迎えています。 このような変化の激しい時代には、既存の常識や過去の経験だけでは、 通用しなくなってきます。 状況に合わせて臨機応変に対応できる力や、実際の生活の場面で知識を 活用できる力などが求められるのです。 そうした背景をもとに、これからの時代を生きる子どもたちに求められる 学力観は変わりつつあります。 2020年度から順次全面実施されている新しい学習指導要領では、知識の 習得とともに「思考力・判断力・表現力」や「学習意欲」が重要視されます。 これらの新しい学力を伸ばすには、どうしたらいいのでしょうか? 学研教室では、いち早く、「思考力・判断力・表現力」を見える化した学力診断、 「明日の学力」診断(あすがく)を取り入れました。 学研教室の会員は、年に2回受検できます。詳細な診断と「どうすれば学力が伸びていくか」のアドバイスが受けられるので、確実に力がついていきます。 「明日の学力」診断とは 「思考力・判断力・表現力」を見える化した学力診断です。 グローバル化や技術進歩が加速するなか、今の小・中学生には将来役立つ力として 思考力 判断力 表現力 などが必要といわれています。 大切なのは、それらの必要な力が「今、どの程度ついているのか」、そして「これから、どう伸ばすのか」を知ること。そのために「3つの力(学ぼうとする力・学ぶ力・学んだ力)」を診断し、これからの指針となるものが求められています。それが「明日の学力」診断です。 3つの力=「明日の学力」 学ぼうとする力 新しい課題を自分で考えて解決していこうとする意欲 学ぶ力 今ある知識を活かして解決の方法を考えて実行する力 学んだ力 新しく習得した知識 初代 東大王 学研教室OB あすがくを鶴崎修功さんも推薦! あすがくの問題を解いてみましたが、「思考力・判断力・表現力」を問う良問ばかりでした。特に、自分の考えを伝える力は、今の時代に欠かせないので意識しなければなりません。私が小・中学生のときにこんなテストがあればよかった! プロフィール 年中〜中2まで、学研教室で学ぶ(中3までの課程を中2で修了)。現在、東京大学大学院数理科学研究科修士課程に在籍。東京大学クイズ研究会(TQC)に所属し、大学3年生のときにTBS系列のクイズ番組『東大王』に出場して優勝し、話題に。 特長1 構成 2つの調査があります。 テストとアンケートの2つで、今の学力だけでなく、思考力・判断力・表現力や学びに向かう姿勢を測ります。 1「学ぶ力・学んだ力 調査」 自分の言葉で書く問題を中心に思考力・判断力・表現力を評価、診断します。 1 正解が1つではない問題を出題!
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しまじろうについて 我が家の次女5歳年中は、しまじろうで1つ上の学年の年長コースを受講しています。 理由は、公文で先取りをしており、年中コースだと簡単すぎるからです。 ちなみに、しまじろうやポピーで上の学年を受講することは、リアルママ友では当たり前になってます。 その中で、長女の時には無かった が超ウルトラオススメです。 教材として、思考力ぐんぐんという冊子が毎月来るのですが、本当に考えさせられる問題です。 その代わり、邪魔なおもちゃは一切きません。 長女の時は、おもちゃが要らなくて退会したのですよね。 さすがベネッセ、 おもちゃよりも、思考力特化を重視したい熱心組親の需要 を敏感に感じ取ったのだなぁと 感心します。 次女は春から年長ですが、年長コースが終わってしまったので退会します。 4月からはくもんのみになります。 さくらさくら
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思考力に特化した未来のための授業 2020年4月からスタートした小学生対象の特別コース 未来へ投資型の授業です 生きるためにも大学受験にも必要な 「思考力」「表現力」「判断力」に力を入れております 「楽しかった〜」とまるで遊びから帰ってきたようなお子様に 「おかえり」って言ってあげませんか?
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