9ポジションスイッチを配線して、各ポジションが前よりも1つ多くのLEDをオンにする方法を教えてください。

私はこの男のような9ウェイスイッチを持っています：

そして、私は位置1の2個のLEDと位置2の1個のLEDを点灯させる方法を見つけようとしています。

明らかに、各位置でLEDのすべての配線を繰り返すことができますが、それはばかげているようです。

私の考えは、次のようなレイアウトでは、スイッチは丸で囲まれた赤い線（位置3に表示）を表し、すべてのライトを接続するまで連続する各位置で右に伸びることです。これどうやってするの？

これは、多くの部品を必要とするローテクソリューションです。表示されている位置は4つだけで、9つの位置に45個のダイオードが必要です。

高電圧を使用できる場合、Sunyskyguyには賢い解決策があります。

安定化された電流源を使用してそれらを点灯させ、LEDを直列に配線し、暗くしたいセグメントをショートさせます。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

適切な電圧がまだない場合は、昇降圧コンバータを使用して30Vを作成できます。

LM2596Sモジュールを使用してビルドする簡単な方法を次に示します。

1. ポテンショメーターと両方の大きなコンデンサーを取り外します
2. 回収されたコンデンサの1つを+ inと+ out（正から+ in）の間に接続し、出力コンデンサがあった場所に1uFセラミックコンデンサを取り付けます。
3. -オームからセンターポテンショメータ端子に100オームの抵抗を接続します。

このように変更すると、-in端子に負の電圧が生成され、+ inと+ outの間に電力が供給されると、中央のポテンショメータ端子（+ outのソース）で12.5mAの電流シンクとして機能します。

^{この回路をシミュレートする}

または、XL6009昇降圧モジュールを変更できます。今度はポテンショメータを取り外して100オームの抵抗を追加し、3〜30 Vを入力端子に接続し、LEDストリングを出力と抵抗に接続します。

^{この回路をシミュレートする}

使用している特定のスイッチに慣れていない場合は、「プログレッシブショートロータリースイッチ」を入手して交換してください。それはあなたの絵のように機能します。

ロータリースイッチを回してプログレッシブLEDを点灯させる方法の1つは、スイッチのコモンで電流シンクを使用し、次に示すようにセレクタスイッチの端子にLEDを配線することです。示されている定電流シンクは、LEDの20mAシンクを得るための低コストの方法であるため、点灯しているLEDの数が変化しても輝度の変動はありません。この方式では、最大9個のLEDの直列ストリングの順方向電圧降下に打ち勝つ十分に高い電源電圧が必要です。

OldfartとMattman944は、複雑なダイオードネットワークに関する非常によく似た回答を提供します。輝度のばらつきが許容範囲内であれば、簡単なダイオードラダーで十分です。赤色LEDの電圧降下は通常2Vであり、ダイオードの電圧降下は通常0.6Vであるため、ラダーでのダイオード電圧降下の複合効果は大きい可能性があります。

9Vのバッテリーと9の位置にあるスイッチでは、LED 9の電流制限抵抗には9-2 = 7Vが表示され、LED 1の電流制限抵抗には9-2-（0.6 * 8）= 2.2Vが表示されます。電流制限抵抗が同じ値の場合、LEDを流れる電流に3倍以上の差が生じます。

同等の明るさを求める場合、OldfartとMattman944が推奨するすべてのダイオードを含める必要がありますが、ごくわずかなダイオードを追加するだけで、明るさのばらつきを知覚できないレベルまで緩和できます。上の図のように左側にさらに3個のダイオードを追加することにより、スイッチが9の位置にある場合、LED 5はLED 8と同じ電圧を確認します。電流制限抵抗の実際の電圧は以下のとおりです。LED 5と2の間にダイオードを追加すると（下の表では考慮されない）、回路がさらに改善されることに注意してください。

LED  Voltage across current limiting resistor
9             7
8    7-0.6   =6.4
7    7-0.6*2 =5.8
6    7-0.6*3 =5.2
5    7-0.6   =6.4
4    7-0.6*2 =5.8
3    7-0.6*3 =5.2
2    7-0.6*4 =4.6
1    7-0.6*5 =4

輝度のバランスをとる別の方法は、いくつかのLEDのラインにダイオードを設置して、意図的に電圧降下を増加させることです。上の図では、追加のダイオードがスイッチ接点1からLED 1へのラインに挿入されているため、スイッチ1が位置1または2にあるかどうかに関係なくLED 1は同じ電圧を認識します。このLEDの輝度と他のLEDの輝度のバランスをとるために、他の値よりも小さい値。

これらは単なるアイデアです。このタイプのプロジェクトでは、実験によって輝度と複雑さの最適なバランスを見つけることができます。

このようにLEDごとにバッファを使用できます。

この図では、R1からR3はプルアップ抵抗です。スイッチのいずれかを閉じると、それに直接接続されているバッファーが0になり、その下のすべてのバッファーがローになります。4050には6つのバッファーがあります。9個のLEDに対して2個必要です。

このソリューションでは、4050に電力を供給するための電圧（CD4050Bの場合は3V〜20V）のみが必要です。好きなだけ4050をチェーンアップできます。

さらに0.5Vの電圧降下が許される場合は、ダイオードの大規模な配列を使用できます。6個のダイオードを必要とする3個のLEDの例を次に示します。
（SW、SW2。、申し訳ありませんが、サーキットラボには回転スイッチシンボルはありません）

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

それはやり過ぎのように思えるかもしれませんが、マイクロコントローラーを使用する他のソリューションよりも部品が少なく、おそらく安価です。多くのArdunioボードには9本以上のデジタル出力ピンがあります-9本のピンのそれぞれで1つのLEDを駆動できます。スイッチに分圧器の異なるポイントを選択させ、それを1つのアナログピンに供給することにより、スイッチの位置を決定し、点灯する必要があると判断したものを点灯させることができます。

FPGAの学習曲線（プログラミングポッドの購入やピンの多いSMTパーツの取り扱いなど）を習得することに熱心でない限り、これはお勧めしませんが、内部フラッシュとオシレーターを備えたLattice LCMXO2シリーズを使用できます。回路は次のようになります（いくつかの電源接続、プログラミングコネクタ、バイパスキャップ）。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

プログラミングソフトウェア（Lattice Diamond）は、VHDLおよびVerilogをサポートしています。

運がよければ、出力を最小電流ドライブに設定し、抵抗を省略できます。

別の方法として、LM3914を使用してLEDを駆動し、外部10抵抗ラダーを基準電圧で駆動します。次に、ロータリースイッチは、必要な数のLEDを点灯させるラダーから電圧を選択するだけです。

これは単なる概要です。たとえば、ラダーの最上部の抵抗を選択して、LM3914コンパレータの許容範囲内でステップ電圧を設定します（私の経験ではかなり厳しい）。

さらに、全体が3.3V電源で動作します

マイクロコントローラの方法と同様に、別の方法はオペアンプICを使用することです。正の入力はすべて一緒に接続され、スイッチの代わりに変動する電圧を生成するポテンショメータに接続します。負の接続は一連の抵抗器に接続して、それぞれに異なる電圧を与えます。ノブを回すと、ライトが1つずつ点灯します。

このタイプの回路は、10個のセグメントLEDストリップを備えたパワーインバーターで使用され、インバーターが出力しているアンペア数を示します。私は彼らが1つのICにすべてのOPアンプを持っていると信じています。

スイッチを使用しないため、質問に対する正確な答えではないことはわかっていますが、望みどおりの結果が得られる可能性があります。

編集2：一度に1つの接点のみを接続する通常のスイッチを使用することも可能です。すべての負のオペアンプ入力を1Vなどの低電圧に接続します。次に、各スイッチ出力を各オペアンプの正入力に接続します。スイッチ入力に100kのような大きな抵抗を置き、それを正の電源に接続します。正の入力は別のOPアンプからのLEDアノードに接続されるため、上記のLEDを顕著にオンにするのに十分な電流が流れないようにするには、大きな抵抗が必要です。スイッチをオンにすると、一度に1つのLEDが点灯します。隣にあるすべてのLEDも点灯させるには、各OPアンプの出力をその下のオペアンプの正の入力に接続するだけです。LEDの順方向電圧降下は、1Vの基準電圧と比較して非常に高くなり、その下のOPアンプの正入力から十分な電圧を奪うため、LEDはOPアンプのオンを妨げませんが、他の非LED負荷があります。これは、オペアンプが電流源のみのタイプであることを前提としています。電流ソースおよびシンクオペアンプは、他のオペアンプの正入力が高くなるのを防ぐため使用できません。多くのOPアンプは電流シンクのみであるため、その場合、LEDを配置し、カソードをOPアンプの入力に接続し、残りの回路を切り替えます。スイッチに接続されているオペアンプ入力にプルアップまたはプルダウン抵抗を使用することを忘れないでください。スイッチを正の電圧電源に接続するために使用されたのと同じ抵抗値で十分です。

編集3：他の誰かがOPアンプの代わりにバッファICを使用して、同様の簡単なソリューションを投稿したようです。