初心者の為のLED工作講座
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このページは、LEDってなに?っていうところから始まった LEDの利点 |
ステップ1 LEDを使用する為の知識
| まず、オームの法則 電圧(ボルト) = 電流(アンペア) × 抵抗(オーム) 消費電力は 消費電力(ワット) = 電流(アンペア) × 電圧(ボルト) の式で求めることができる。中学とか高校で習ったよね。 しかし、LEDはそんなに甘くはない。 LEDは半導体なのだ。 半導体は、電球のような線型ではなく、非線型の性質があるので、 オームの法則を使用して、計算することができない。 まあ、訳がわからないので、これ以上追求しないことにする(笑) 直列と並列について。 直列は足し算になります。 例。乾電池(1.5V)を2つ直列につなげると、3V になります。 抵抗も5Ωを二つ繋げると10Ωになります。 並列は計算は難しいです(笑)。Ωを計算しようと思うと、分数計算になります。 ここで必要なのは、抵抗を並列に二つ並べると、 両方の抵抗に同じ電圧がかかるということです。 つまり、元からある電球1に並列で電球2を取り付ければ、 電球1は元々の明るさで光り、電球2にも同じ電圧がかかるということです。 なので、例えばブレーキランプを増設したい場合には、 ブレーキランプの配線を分岐して並列に新しいブレーキランプを取り付けます。 アース ブレーキランプや、ヘッドライトは、一つの電球で2カ所の光るフィラメントがあるものがある。 しかし、これらには3本しか端子はない。なぜなら、+ が2本と、−が一本なのだ(反対の場合もある。) また、マイナスは、配線を使用せずに、ボディーを使用する場合がある(ボディーアース) ボディーは金属なので電気を流す。消費電力が小さいもので有れば、ボディーアースを利用する方が、配線の数が減り、楽になる。 自動車、バイクのバッテリー だいたいの自動車、バイクは、12Vです。が、 エンジンを切っているときは発電されませんので、10V程度、 エンジンが、回って発電しているときは15V弱くらいになるという話です。 電球の場合は、多少大きな電気を流しても、壊れませんが、 LEDはすぐ壊れます。この辺がLED工作の難しいところです。 LEDの定格入力は、赤、オレンジなどの色は2Vで20mA、 青、白などは3Vなどとなってる。(詳しくは買うときに店員さんにでも聞いてください←不親切ですけど…) そこで、車、バイクのバッテリーの12Vを一つのLEDに接続すると、 確実に壊れます(爆) そこで、赤系のLEDを6個直列でつなげて12Vと喜んでも駄目です。 抵抗がほとんど無いため、流れる電流が大きくなり、LEDが壊れます。 っていうか壊しました(笑) そこで、どうするかというと、お金のない人(僕も…)は抵抗を使います。 お金のある人はCRD(定電流ダイオード)を使います。 LEDと貧乏な抵抗の計算 抵抗は一つ5円で売られていたりします。 大量にLEDを使うときには重宝します。 大体のパターンでは、赤色LEDを5個直列で接続し、抵抗をつけます。 LEDでは2V電圧が下がると考えます。 抵抗の大きさの計算です。 12V - 2V(LED一個で降下する電圧) × 5個 = 2V となり、抵抗には2Vかかるということになります。 2Vで20mAを流したい場合の抵抗の計算は、オームの法則より オーム= 2V ÷ 0.02A = 100Ω という計算になります。 しかし、上記で15V弱になると言うことを言いましたので、 もう少し抵抗が大きくても良いと思います。 ![]() また、5個では少ないと言う場合には、 並列に回路を作成してください。 お金持ちなCRDの使い方 こちらは簡単です。 ただ、CRDが一個100円程度するので、 大量にLEDを使用する場合には財布に優しくないです。 CRDは定電流ダイオードで、名前の通り、流れる電流を一定にしてくれるという便利な物です。 よく見かけるのは15mAにのCRDです。 LEDを使うのにちょうど良いです。 ただし、CRDにも極性があり、反対に接続すると、普通に流れてしまいます。 ちなみにCRDや抵抗はどの位地に設置しても問題有せん。(図の場合、LEDとLEDの間でもOK) なぜなら直列であれば、すべてに同じ電流が流れるからである。 ![]() 配線図は↑の様になります。 この方法で、赤色LEDは1〜5個を接続することができます。 もちろん並列にすればどれだけでも接続できます。 |
ステップ2 買い出し編
こんなものを買ってきてください。
ステップ3 組み立て編
先ほど勉強した回路の通り、LEDを基盤に半田付けしていきます。
例
言い忘れましたが、LEDは足が長い方がプラスです。
無謀な実験
電流をどこまで流せるかの実験コーナー
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