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赤外線LEDリモコンの制作

with 15 comments

エアコンを操作する為に 赤外線LEDでリモコンを作りました。      2015.11.29
操作は ArduinoかESP8266 で行う為に 赤外線LEDに接続する抵抗値を計算しました。


赤外線LEDのスケッチやリモコン操作については
eiKatou:Arduinoでリモコン作成を参考にしてください。@eiKatou Blog氏に感謝。
東京お気楽カメラ:WROOM02を使った赤外線リモコン その1
_ 詳細に計算されています。東京お気楽カメラ氏に感謝。:2017.09.16 追記。


結論:
赤外線LEDは OSI5LA5113A。トランジスターは 2SC2655L-Y を使用します。
トランジスターの入力抵抗は 680 Ω。:2017.09.16 変更(1.1KΩ -> 680 Ω)。
トランジスターの出力抵抗は    10 Ω。


部品:
赤外線LED  :OSI5LA5113A:IFP=1000mA   :資料秋月電子通商
トランジスター:2SC2655L-Y :コレクタ電流 2A:資料秋月電子通商
抵抗     :10Ω。680Ω。:rev. 2017.09.16(1.1K -> 680)。


抵抗値の計算:rev : 2017.09.16( 1.1K -> 675 )

R1 = (3.3-0.6)/(500/120) = 675 Ω。 R2 = (5-(1.2+0.5))/500 = 7Ω。

赤外線LED(OSI5LA113A)は、電流消費大の為 ドライバーとしてトランジスターが必要。
赤外線LEDは 500mAから1A程度流す必要があります。
Arduinoの出力電流は 最大40mA。ESP8266の出力電流は 最大10mA です。
よって ESP8266 では LEDを直接駆動できません。

赤外線LEDの条件:500mA流す事とする。電流が少ないと伝達距離が少なくなります。
100mAで15センチ程です。
トランジスターの条件:1Aか2A程度が必要。そこで2A流せる 2SC2655L-Yを選択。
入力の条件:電圧は ESP8266 3.3V 。周波数は 38KHzでトランジスタの対応可能。

計算方法:赤外線LEDとトランジスターの規格から図面に示す内容で計算しました。
◎トランジスタ入力:ベース入力  の 抵抗の計算値は 675 Ωにて 680 Ωを接続。:rev.2017.09.16
◎トランジスタ出力:LEDに接続する抵抗の計算値は    7 Ωにて 10 Ωを接続。


準備:
Arduino:
Arduinoでリモコン:Arduinoでリモコン作成
東京お気楽カメラ  :WROOM02を使った赤外線リモコン その1::2017.09.16 追記。

以上で、部屋の隅からでもエアコンをリモコン操作できました。


メモ:
計算方法はこれで良いかと思いますが 間違っていたらごめんなさい。
ALPSのリモコンは、トランジスタとLEDの所に、10 Ω が付いていました。


2016.05.25 変更:OSI5LA113A -> OSI5LA5113A
2017.09.16 変更:式は良いが 3.3V を 5V で計算していたミスが判明。
_ 2of9 氏のご指摘により誤記の原因が判明しました。
_ 2of9 さん 大変ありがとうございます。感謝致します。


 

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Written by macsbug

11月 29, 2015 @ 12:13 am

カテゴリー: Arduino, ESP8266

コメント / トラックバック15件

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  1. 通りすがりです。OSI5LA5113AのIFはAbsoluteが100mAじゃないでしょうか?
    パルス幅が100us以下、且つDuty1%以上という条件のもとで、1000mAまでは壊れませんよ。ということかと。
    このLED自体が1000mA(1A)消費する。という意味ではないと思います。
    データシートでは、Condition IF=50mAでTyp.55mW/Srです。ちなみに、38KHzキャリアで50mAでドライブしても、屋内だと2~3mはゆうに届くのではないかと思いますが・・・。
    マイコンIOの40mA直ドライブだと、他のIOを同時使用した場合アウトになる可能性があると思われるので、TRでドライブするのはナイスだと思いますが、Ic=2Aのトランジスタとなると、そんなに大きいの要らないんじゃないの?!と思った次第です。
    あと、OSI5LA113A→OSI5LA5113Aですかね。細かくてすみません。

    南南

    5月 24, 2016 at 1:21 pm

    • 南南さん、ブログを見ていただきありがとうございます。
      又、アドバイスをありがとうございます。
      誤記の指摘をありがとうございます。「5」が抜けており正しくはOSI5LA5113Aですね。
      目的は赤外線LEDを使用する時、抵抗値は幾つなのかを知りたかった訳です。
      赤外線LEDの記事を幾つか参照しましたが抵抗値が明確ではありませんでした。
      つまり実際に幾つかの抵抗値を付けた所、信号が伝わらず動かない場面が多々ありました。
      OSI5LA5113Aのマニュアルは以下です。
      http://akizukidenshi.com/download/ds/optosupply/OSI5LA5113A.pdf
      Absolute Maximum Ratingの表には
      Pulse Forward Current*:IFP=1000mA * Pulse Width 100us, Duty
      と書かれていますのでこれを記載しました。理由はPulse動作で使用する為です。
      DC Forward Current は、IF=100mAと書かれていますね。
      計算では7Ωでしたのでそれに近い10Ωの抵抗にしました。
      又、メモに書きましたが、市販のALPSのリモコンの抵抗値は10Ωがついていましたので、これも踏まえこの計算方法で良いと判断しました。
      >IF=50mAで、、ドライブしても、屋内だと2~3mはゆうに届くのではないかと思いますが・・・。
      >Ic=2Aのトランジスタとなると、そんなに大きいの要らないんじゃないの?!と思った次第です。
      そうすると具体的に抵抗値は幾つになるのでしょうか?
      この疑問は大事なポイントをついています。しかしなぜか実際にはそう行きませんでした。
      いくつか抵抗を変えて試してみましたが50mA相当の抵抗値では届かず動きませんでした。
      よろしければ実際に試して頂きたい事や、他の抵抗値で実際になんメートル届きましたという実際の記事が欲しい所です。
      トランジスターは秋月の店頭で目についた物を使用しました。ALPSのリモコンに付いていたトランジスターの型番は忘れましたが同じくらいの物だったと思います。

      macsbug

      5月 25, 2016 at 4:16 am

  2. 参考にしましたありがとうございます。
    500mA、3.3Vですと1.65W
    短時間とはいえ、炭素皮膜抵抗などの定格電力は1Wまでがほとんどなのでまずいですよ!!!

    きた

    1月 9, 2017 at 11:46 am

    • きたさん、訪問をありがとうございます。
      確かにそうなんです。基礎がないままに初め 不十分さや奥の深さを感じています。
      電力が気になり周囲にある家電製品のリモコンを分解してみました。
      少ない抵抗値に驚き、抵抗のワット数や発熱具合がどうなっているかを見ました。
      そうすると抵抗値が低いにもかかわらず さほど熱くはなっていませんでした。
      簡単には余っているリモコンの部品そのまま使用する事かなとも感じました。
      抵抗を使用すると行っても用途に合わせた種類を選ぶ必要があると言う事ですね。
      アドバイスをありがとうございました。

      macsbug

      1月 9, 2017 at 12:33 pm

  3. 参考にさせていただいてます。

    超素人ですので誤っていたらすみません。
    私のところでも上記抵抗で動作しているのでいいのですが、、、、
    R1の計算式について
     R1=(3.3-0.6)/(500/120)=1.1
    とありますが、上記式では0.007105263と出てしまいます????
    オームの方式からR=V/I は理解できるのですが・・・・

    ぼん

    8月 1, 2017 at 1:16 am

    • ぼんさん、お返事が忘れるくらい大変遅くなり申し訳ないです。
      遅れた理由は 良くわからなくなったからです。
      確かに計算式からは答えがあっていません。

      2017.09.16 7of9氏のご指摘により
      式は良いが 3.3V でなく 5V で計算していた事が判明致しました。
      これにより R1=680ohm となりました。
      ブログは 変更 及び 追加 をさせて頂きました。

      macsbug

      9月 16, 2017 at 2:21 pm

  4. eiKatouさんのページへのリンクが切れているようです。
    こっちかな。https://eikatou.net/blog/1796.html

    kikushun

    9月 1, 2017 at 2:15 pm

    • kikushunさん、連絡をありがとうございます。
      大変お返事が遅くなりました。
      リンク切れの情報をありがとうございます。
      遅れましたがリンク先を変更致しました。

      macsbug

      9月 16, 2017 at 2:16 pm

  5. お久しぶりです。7of9です。
    また、参考にさせていただきます。

    http://qiita.com/7of9/items/5f20327af0574f80cd6b

    7of9

    9月 16, 2017 at 9:25 am

    • 7of9 さん、おひさしぶりです。
      赤外線LEDを使用する時はトランジスターで駆動する必要があります。
      ネットにこの情報が無く 抵抗値をどう計算したらいいか解らず 師匠に相談。
      結果 2SC2655L-Y は ベースに 1Kohm、コレクターに10ohmで駆動しました。
      その時、メモをとって後でまとめました。
      最近 ベース抵抗の質問があり再検討し、計算式がわからなくりました。
      IB=500mA/120hfe=4mA。
      R1=2.7V/4mA=1.1kohm。この計算からR1の値は式的にあっていませんね。
      結果的に記載した抵抗値は良いのですが計算式が、???
      何かの記載が抜けていると思います。
      少し記憶に残っているのは ベースにはパルスが来ます。
      計算は、直流とパルスでは計算方法が異なると うっすらと記憶しています。
      基礎が無いのが明らかで大汗状態です。
      この点、何か解りましたら教えてください。

      macsbug

      9月 16, 2017 at 2:06 pm

      • macsbugさん

        僕自身トランジスタの計算には慣れておりません。
        資料をいくつか見ましたが、1.1kΩになる理由は今のところ見つかっておりません。
        さらに資料を読んで、何か気づいたら連絡いたします。

        7of9

        9月 16, 2017 at 9:20 pm

      • マイコンのピンの電圧が3.3Vでなく、5Vとした場合、
        (5 – 0.6) / 4mA = 1.1kΩ
        となりますね。
        この計算をしたという可能性はいかがでしょうか。

        別途、以下のページを見つけました。
        http://okiraku-camera.tokyo/blog/?p=4800

        38kHzの信号送信で、R2の式は以下のようにされています。
        R2 = (3.3 – 0.6)V / 4mA = 675Ω

        式そのものはmacsbugさんの式と同様のように見られます。

        7of9

        9月 16, 2017 at 10:47 pm

      • 7of9さん
        なるほど、3.3V でなく 5V で計算した値でした。
        何度 考えても解らず困っていましたが 確かにその通りです。
        そして 詳細に計算が書かれているサイトの紹介をありがとうございます。
        再度 勉強になりました。
        ブログの記事は変更と追記をさせて頂きました。
        おかげさまで 原因が解り 急に晴れ上がった感じです。
        ありがとうございました。

        macsbug

        9月 16, 2017 at 11:39 pm

  6. macsbugさん
    実装してみたところ、うまく動作しました。
    2つの入手可能な赤外線LED(OSI5LA5111AとL-53F3BT)にてApple TVへの登録と操作が行えました。
    https://qiita.com/7of9/items/2d10e4317f3fc3f480ff

    ありがとうございました。

    7of9

    9月 23, 2017 at 3:56 pm

    • 7of9さん
      2種類の赤外線LEDのレポートをありがとうございます。これで選択できる部品が増えて助かります。
      3.3V電源時の抵抗値を計算で算出し、デジカメによる光量目視は 解りやすくてよかったです。
      計算値により最大の光量を出力する事により 重要なポイントである視野角も広くなります。
      リモコンによっては 赤外線LEDを2個使用し さらに広角にしているものがありますね。

      macsbug

      9月 23, 2017 at 6:04 pm


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