2006年08月23日

ピカピカ電飾講座(理論編)

大変お待たせしました、LEDを使った電飾講座です。
いきなり製作から始めるつもりでしたが、、、まだパーツが届きません。(^^ゞ

仕方ないので、理論から入ります。
自分の下手な説明より分かりやすいHPが沢山あるのでそちらを紹介します。
(手抜きとも言う。。。。(^^ゞ)

LEDは接続方法を間違えると点灯せず破損する場合があります。
必ず電流制限抵抗や定電流ダイオード(CRDと言う)を直列に接続して使います。

キーワードは、
 電源電圧(E)
 LEDの順方向電圧(LEDに与える電圧=VF)及び(点灯させるために流す電流=IF)
 電流制限抵抗(R)の抵抗値と容量(W)
 定電流ダイオード(CRD)の特性による使用上の注意点
 理論はオームの法則と電力Pの求め方

BECからの電圧(5V)にLEDを1個接続した場合の電流制限抵抗の計算は、
このLEDを例に取ると。
http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%B9%E2%B5%B1%C5%D9&s=score&p=1&r=1&page=0#I-00280
LEDの定格VF=2.0Vとあります。
流す電流により明るさが替わりますが、一般的に15-20mAで使います。
画像にデータ表がありますが、IV-VFのグラフを見るとVF=2.0V時の電流は10数mAですね。
また幾ら流せるかは、IF-Taグラフより求めます。20mAとすると80℃です。
これらより、計算すると
電流制限抵抗値=Rの計算はLED1個の場合

 R=E-VF/IFより R=5V-2V/0.02A=150Ωとなります。
リンクの「LEDの抵抗値計算機」より簡単に求められます。

また抵抗の電力P(ワット数)は次により計算します。

 P=IF^2(IFの2乗)×R または E-VF×IF
P=0.02A*0.02A*150Ω=0.06W 5V-2V*0.02A=0.06W

で、使う抵抗は規格値より150Ω1/6W(1/4W)となります。
■1/6W炭素皮膜抵抗(カーボン抵抗)
http://akizukidenshi.com/catalog/regs.html

抵抗値やコンデンサの容量は半端な数値で販売されているように思えますがよく考えられています。
この数値をE系列と言います。

抵抗の種類 カラーコード
http://www.try-net.or.jp/~el_dream/stdata/resistor/resistor.html
■部品の誤差とE系列
http://www.cypress.ne.jp/f-morita/parts/series.html

オームの法則と電力についての学習はこちら。
暗記するには「図」の説明が覚えやすいかも。
オームの法則
http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/omu.html
電力
http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/juru.html
電力の例では(100Vの電源)とか説明していますが中学レベルの説明です。
電熱線の抵抗も温度によって変化しますし。。。
あくまで直流の場合での計算です。
交流理論は難しいです。インピーダンス・ベクトル計算などなど。(^^ゞ

で実際のところ、どう使うの?については下記リンクが詳しいです。
直列で何個使えるか等、考えて見ましょう。

LED通販 オーディオQ(白色LED LED用電源 LED周辺機器販売)
http://www.audio-q.com/
LED工作資料関係→初歩の電子工作実験室

前回作ったスイッチユニット?(サーボ)のDCモータドライブ(Hブリッジ回路)の説明リンク

DCモーター駆動回路(原理説明です)
http://homepage1.nifty.com/rikiya/electronics/4dcmotor.htm
モータのOn/Off制御法(トランジスタ駆動です。アナログサーボに使っています。)
http://www.picfun.com/motorframe.html
FETによるモータドライバの作成(FET駆動はデジタルサーボに使っています。)
http://www.geocities.jp/mimiin/tips/fet/fet.html


これだけリンクを回れば、ご自分で作れるでしょうが。。。
パーツが来たら実際の製作状況を報告します。

【追記】
記事アップ終了後、パーツが届きました。\(^^@)/
早速作ってみます。

LED.jpg
posted by かんぼ at 15:58| Comment(4) | プロポ・サーボ
この記事へのコメント
かんぼさん、早速有難うございます。オームの法則の復習から入りました。(笑)で、リンク先を読んだら大分理解出来ました。今日、会社の帰りに韓国の秋葉原と呼ばれている龍山電子街へ寄って専門店を探しておこうと思います。
製作編も楽しみにしています。
Posted by Peewee at 2006年08月23日 17:23
かんぼさん、パーツ届きましたね。それにしても凄い数量。何だか散財させてしまったようで申し訳ないです。
で、質問なんですが、何故、秋月のカタログには点滅タイプに白色がないのでしょう?
3色原色LEDまで仕入れられて、、何を企画されているんでしょう?楽しみです。
Posted by Peewee at 2006年08月23日 17:50
Peewee:さん
白色の自己点滅LEDは自分も探していますが、、、見つかりません。(^^ゞ

>何を企画されているんでしょう?
大量に飾り付けて、クリスマスのイルミネーションにでも。。。(笑)
Posted by かんぼ at 2006年08月23日 18:47
>白色の自己点滅LEDは自分も探していますが、、、見つかりません

先程、電子街でLED専門店見つけました。で、各色一個20-35円でばら売りしてもらいました。ただ、やはり白色の点滅は有りませんでした。専門店の親父もそれは探すのは難しいよ、と言ってました。後は講座を受けてから組み立てて見ます。
Posted by Peewee at 2006年08月23日 21:24
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