初心者の為のLED工作講座

このページは、LEDってなに?っていうところから始まった
KEIICHIの送るLED講座です。

現在、数多くの車がブレーキランプにLEDを採用し始めました。
そこで大ブームのLEDの講座を作ってみました。

是非参考にしてみてください。




LEDと電球との違いは?

LEDの利点

・消費電力が少ない(1/5と言われている)
・色がきれい(波長がそろっているからって聞いた)
・フィラメントがないため玉切れがない(壊れることはある)
・電球は徐々に明るくなるがLEDはパット明るくなる
・発光前は透明なので、点灯時と非点灯時の違いがわかりやすい。


LEDの欠点

・電球は360度に光が広がるが、LEDはせいぜい50度
・極性がある。どちらの方向でも流れるわけではない。


これくらいである。
つまり、この際電球を選択する理由なんて全くないのである(言い過ぎ…)



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。

抵抗を使用した配線図

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。


CRDを使用した配線図
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


はんだごて はんだごて 半田こてが、600円で僕は購入しました
ダイソーで300円でも売っています。
LED LED 50個入りの赤で、500円で買いました。
白や青は1個100〜200円します。

LEDを使用する仕事をしている人曰く、
「LEDの明るさは値段に比例する」らしいです。
抵抗 抵抗 抵抗は1個5円〜15円で売っています。
レジで5円とかを払うのが恥ずかしいので、100個入りを300円を購入することが多いです。
CRD CRD CRDは一個50〜100円です。
大量消費は出来ません(金銭的に)
基盤 基板 基盤は、大きさにもよりますが100〜300円程度です。
ほかの材料に比べて基盤は割高感があります。



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。

LED作品例


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


Keiichiの作品

KeiichiのLED作品紹介のページ


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名古屋、大須の第2アメ横ビル1F タケイムセン

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