====== I/OポートにLEDを繋ぐ ======
===== ポートの出力許容電流値 =====
以前からH8とかにLEDを16個とか繋ぐたびに、電気屋さんからH8が可哀想と言われていました。\\ 
そこでハードウェアの資料を調べたら以下のような電気特性でした。\\ 
^  項目  ^^  max  ^
|出力 Low レベル許容電流(１端子あたり)|ポート 1,2,5,B|10mA|
|:::|ポート 3,4,6,8,9,A|2mA|
|出力Low レベル許容電流(総和)|ポート 1,2,5,B 28端子の総和|80mA|
|:::|上記を含む全出力端子の総和|120mA|
|出力 High レベル許容電流(１端子あたり)|全出力端子|2mA|
|出力 High レベル許容電流(総和)|全出力端子の総和|40mA|
LEDは明るく光らせたいので15mA流し、Hで光らせていました。\\ 
１端子あたりの出力Highレベル許容電流が足らない上に総量が15mAx16=240mA。\\ 
1/6しか流せない。Lで光らせたとしても半分しか能力がない。やっぱりトランジスタが必要です。

===== トランジスタでポートを使う =====
トランジスタは以下のように2つのタイプがあります。\\ 
アクティブHigh(HighならON)で使うならNPN、\\ 
アクティブLow(LowならON)で使うならPNPを使用します。\\ 

{{tr01.gif}}\\ 

LEDを繋ぐ場合の回路は以下のようになります。\\ 
IBから来るちょびっとの電流を増幅し、ICに流してやります。\\ 

{{tr02.gif}}\\ 

トランジスタは手に入りやすく普及していて安い、2SC1815GRと 2SA1015GRを選びました。\\ 
ICの最大定格150mA、コレクタ・エミッタ間電圧50Vなので能力も十分です。\\ 
どちらのトランジスタもhFE(電流増幅度)は200～400です。\\ 
最低値200を元に計算します。(そういうものらしい)\\ 
\\ 
H8やPICは5Vで使うので電圧は5V。LEDに流す電流は15mA～20mAなのでICは100mAあればよい。\\ 
IBはhFE=200で計算すると200=0.1/IB、IB=0.1/200=0.0005A=0.5mA。\\ 
\\ 
R1はオームの法則から、R=V/I=5/0.0005=10000Ω=10KΩとなります。\\ 
\\ 
R2はプルダウン抵抗で、起動時にポート値が不定になるのでLowに引っ張ってあげます。\\ 
\\ 
R3はLEDの資料を元に計算します。私は面倒なので、テスタを電流計モードにし、半固定抵抗で\\ 
流して良い電流まで抵抗値を下げたあと、半固定抵抗の抵抗値を調べその値に近い抵抗を選びます。\\ 
\\ 
これなら16個LEDを繋いでも、0.5mAx16=8mAと、H8やPICにやさしい作りになります。\\ 
っていうか、こう作らないといけないらしい。\\ 

===== デジタルトランジスタが良いらしい =====
上のようにトランジスタを使うと、ベースに入れる抵抗が増え半田付けが面倒です。\\ 
しかしデジタルトランジスタ(通称デジトラ)を使うと、この抵抗が不要になります。\\ 
デジトラは下図の様に、トランジスタと抵抗がセットになっていますので R1,R2 が不要になります。\\ 

{{tr03.gif}}\\ 

前回の回路をデジトラに置き換えると以下のようになります。\\ 

{{tr04.gif}}\\ 

NPNのDTC114(10KΩ)、DTC124(22KΩ)、PNPのDTA114(10KΩ)、DTA124(22KΩ)を持っていれば\\ 
ワンチップマイコンでは困らないでしょう。\\ 

===== トランジスタと LED の足 =====
左からトランジスタ、デジトラ、LED。\\ 
{{tr00.jpg}}\\ 
E:エミッタ　C:コレクタ　B:ベース  A:アノード　K:カソード

===== ポートにLEDを繋ぐ =====
以上のことを踏まえてLED基板を設計すると以下のような回路になります。\\ 
回路はアクティブLowです。\\ 

{{led00.gif}}\\ 

デジトラのおかげで部品が少ないです。\\ 

{{led01.jpg}}\\