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7セグの輝度向上について

前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿.1 .2 .3 .4 | 投稿日時 2016-7-28 15:43
 
はじめまして。
夜間は快適に使用しているのですが、晴天時にどうしても輝度不足を
感じ、7セグLEDの交換を実施したのですが、回路が素人なもので、
以下3点の質問をさせていただきます。

1)7セグLED交換について
秋月電子で扱っている中で最も輝度の高い7セグLED OSL10561-IG(緑)へ交換しましたが、この仕様書を見るとVF=3.3V、IF=20mA、パルス時のIFp=100mA(いずれも設計値)となっていました。
この7セグへ交換する場合、電流制限抵抗であるR1〜R8は何オームに
変えれば良いでしょうか?輝度優先で電流MAXにしたいと考えてます。
→ダイナミック点灯との事で、Dutyや周波数も教えていただけると
助かります。

2)R1〜R8、R19〜R21の抵抗値について
上記1)の7セグをブレッドボード上で16mA程度(定格内)で光らせる
ととても明るいのですが、デジタルスピードメータ基板へ組んで確認
すると、ブレッドボード上よりもかなり暗いです。
ダイナミック点灯の関係もあるのでしょうが、LEDへ電流が流れて
いない感じです。
(この時の電流制限抵抗R1〜R8は4.7オームまで下げていました)
色々いじってる中で、トランジスタの抵抗R19/R20/R21をピンセット
でショートさせたところ、輝度が向上したため、以下で実験して
みました。
 ・R19、R20、R21:短絡
 ・R1〜R8:4.7オーム
この状態で、ようやくブレッドボード上で光らせた明るさの70%〜80%(見た目)程度になりました。又、この状態でR6を外しテスターで
LEDの電流を測ったところ、電流値は約8.7mA程度でした。
この状態での実用は問題あるでしょうか?

3)更なる輝度向上のために、LEDの電流をもっと流す方法は無いで
しょうか?
 ブレッドボード上と同レベルにしたいので、20mA弱流したいと
考えています。
お手数ですが、回答をお願いします。
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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿なし | 投稿日時 2016-11-9 21:21 | 最終変更
disklessfu  <EXPERT>   投稿数: 184
3個の7セグのダイナミック点灯ですから
たとえ最も明るく点灯させても、ダイナミックじゃない点灯の1/3の明るさに留まります。
つまりブレッドボード上と同じ明るさにすることはそもそも不可能です。
ただし、ここのサイトで
http://bake-san.com/led012.htm
電源電圧4.9V、LED電圧4.0V、LED電流0.02Aで計算すると制限抵抗は45Ωとなりました。
純正状態の100Ωより、だいぶ小さい抵抗に交換可能だということになります。
この場合電流が7セグだけで140mA超となるので、レギュレータにはヒートシンクを付けた方が好ましいのではないでしょうか

ちなみにPIC18F2420のデータシート上、1ピンあたりのシンク、ソース双方の最大電流は25mAです。

4.7Ωというのは正しい値でしょうか? 正しいのかもしれません。
ダイナミック点灯で一回あたりの点灯時間が短かいので、点灯セグが重なっていない場合、
短時間なら壊れないこともあるでしょう。
でも888.や88.8を連続点灯しても壊れないようにするべきでしょう。

ダイナミック点灯なので個々の7セグには20mAより多く流しても多分大丈夫かもしれません。
ただしPIC18F2420側の制限で25mAまでに留める必要があります。
再び上記サイトで計算すると制限抵抗は36Ωとなります。

電流値が8.7mAということですが、ダイナミック点灯なので瞬間の最大電流は測れていないでしょう。

R19,R20,R21はベース抵抗だしhfeは十分あるので、外しても外さなくても7セグの明るさは変わらない筈です。
外しても直ぐに壊れることはない筈ですが、残した方が好ましいとは言えるでしょう。

周波数は今ソースを読んだ感じでは約68Hzっぽいです。デューティ比は昼間の設定で1/3です。
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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿なし | 投稿日時 2016-11-27 0:12
 
投稿主です。
抵抗値のアドバイスをありがとうございます。

その後、R19,R20,R21を0Ω及びR1〜R8は4.7Ωのままで4カ月程使っていますが、今のところ著しい輝度低下等の不具合は出ていません。

電流制限抵抗を4.7Ωにすると2SA1015GRのIc(MAX)=150mA近辺まで電流が流れることになり、現物では超明るくなった瞬間に壊れる(暗くなる)現象になると思いますが、実際にはなっておらず、何かしらが抵抗になり、8.7mAしか流れていないと推測しています。
(おっしゃる通り、最大電流は測れていないと思いますが)

限界を見極める意味で(LEDを壊す前提で)もっと電流を流して輝度向上させてみたいのですが、上記の通り何かしらが抵抗になって電流が流れず、現状より輝度を上げる事ができません。

感覚的には現状が限界なのかと感じていますが、何か手法があればアドバイス頂けると助かります。


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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿なし | 投稿日時 2016-12-27 23:11
disklessfu  <EXPERT>   投稿数: 184
回答みたいなものとは方向が違うんですが、
「もっと詳しい調査をするなら、私なら、こうするでしょう」という話です。


私が投稿主さんの状況だった場合、
PIC18F2420のファームウェアを、調査専用ファームウェアに書き換えて調査します。
調査専用ファームウェアとは、たとえば
『ダイナミック点灯せず、たとえば左端の7セグだけ「8.」の表示を続ける』
といった仕様のファームウェアです。
このファームウェアに書き換えて通電する際には、制限抵抗を大きな値(純正値あたり?)に
一旦変更しておく必要があるでしょう。
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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿なし | 投稿日時 2017-1-5 0:28
 
投稿主です。
頂いたアドバイスをもとに、調査してみたいと思います。
色々とありがとうございました。
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