最近老化に伴って老眼と物忘れが酷いので(爆)
ボク個人用のメモとしてLED工作を始めるにあたって、調べて計算して理解した内容をツラツラと書いておきます。
んー、、、相変わらず日本語変だ。(・.・;)
宇宙暮らしが永いとだめだなー┌(。Д。)┐ あはは♪
【LEDをクルマで光らせるには？】
LEDの種類に依ってかけれる電圧、流せる電流が決まっています。
LEDを光らせる時にデータで注目すべき点は
・Vf＝順電圧値(V)
・If＝電流値(通常mAで表す)
この２つだけです。
もちろん****mcd（ミリカンデラ：光度の単位）もLEDを選定する重要な数値ですが(゜レ゜)
例えば、Vf＝3.2V，If＝20mAのLEDがあったとします。
これを３つ直列繋ぎで光らせたい場合は・・・
・抵抗で電圧と電流を制限させてLEDに流す
・CRD（定電流ダイオード）に任せてLEDに流す
大きく分けると以上の２つの方法があります。
まずは安価な抵抗を使用した光らせ方をやってみます＾＾
どの抵抗を使えばイイの？って話になりますよね??(゜Q。)??
【オームの法則に則った計算式】
E=RI
これが基本になるようです。
Eは電圧(ボルト，V)
Rは抵抗値(オーム，Ω)
Iは電流(アンペア，A)
をそれぞれ指します。
（なんでわざわざ置き換えなきゃいけないんだろう？(゜レ゜)）
この式を変形させて使います。
LEDに接続する抵抗の値を求めるには・・・
R＝E/I
に変形すれば求めることが出来ます。
分かりやすく書くと
LEDに接続する抵抗の値＝｛電源の電圧 - （Vf × 回路上のLEDの個数）｝ / If｝
この時、
Ifの値は単位をmA→Aに変換します。
Ω＝｛14.4 - (3.2 × 3)｝ / 0.02｝
Ω＝240
これで240Ωの抵抗を通した後にLEDに流せば点灯すると言う事が分かりました＼(^o^)／
しかし、
抵抗には抵抗値の他に消費電力(ワット，W)も絡んできます。
240Ωで何ワットの抵抗を使えばイイの？(゜レ゜)
W＝Ω×Ifの2乗
W＝240×0.02×0.02
W＝0.096≒0.1
抵抗は一般的に安全マージンを採って２倍位のモノを使用するのが普通らしいので、
0.1W×2＝0.2W
一般的なカーボン抵抗を例に取ると、1W，1/2W(0.5W)，1/4W(0.25W)の様になっている事から、最も近い1/4Wの抵抗を使用するそうです。
【つまりですょ】
走行時、オルタネータからの電圧が最大14.4Vのクルマの電源で、Vf値が3.2V、If値が20mAのLEDを3個直列で光らせる場合、
1/4W，240Ωの抵抗を入れればOKと言う事に。
直列は3個までが限度だそうです。
もちろん1個や2個でも抵抗を選定すれば光りますょ＾＾
ボクが初めて挑戦したLEDルームランプを例に取って見てみますと・・・
縦一列でそれぞれ独立したLED回路になっています＾＾
それを横方向に並列に繋いでいます。
一番上がプラスのラインで、
上から
+（プラスのライン）
［抵抗］
-
++（アノード）
［LED］
--（カソード）
++（アノード）
［LED］
--（カソード）
++（アノード）
［LED］
--（カソード）
-（マイナスのライン）
と言う形でひとつの回路です。
これはあくまでボクが組んだ回路配置なので、作る方に依ってイロイロなバリエーションが生まれるんですよね＾＾
抵抗に極性(アノード、カソード)はありません！
【計算がめんどいですょ。もっと簡単に！】
その場合はCRD（カレント・レギュレーティヴ・ダイオード）を使った方がお手軽かつ、安全だそうです。
欠点は抵抗に比べて単価が高い。。。
しかしCRDは決まった電流しか流さない特性があるので、自動車の様に電圧変化がある場合には特に有効とのコト＾＾
抵抗を使うと電圧変化で明るさにムラが出て、安定性に欠ける場合がありますが、CRDの場合はそれをCRD本体で慣らしてくれるので回避できます(゜レ゜)ｽｹﾞｰ
10mAや15mA、18mAと言うようなタイプがあるので、接続するLEDのIf値に応じて選択、接続するだけでOKと言うお手軽さ＾＾
テールランプやウィンカーランプを作る場合は、基本的にCRDを使った方が安全かつ確実だと思います。
でも、CRD1本分でカーボン抵抗だと6本位買えちゃうので悩みどころですよね。
CRDの場合でも1回路につき3個位が限度だそうです。
そのLEDによっても異なるようですが・・・
CRDは極性があります！！帯が入ってる側がカソード(マイナス)となり、電気は
アノード
↓
カソード
と流れます。
【逆接続からLEDを守りますょ】
LEDは逆接続に弱いそうです。
なので、誤って逆に接続しても電気が流れないように、整流ダイオードを入れるのも安全性向上には有効でしょうか??(゜Q。)??
ボクも入れました＾＾
間違わなければイイ話ですが｀;:゛;｀(;ﾟ;ж;ﾟ; )ﾌﾞﾌｫｫ！！
後、熱にも弱いのでハンダ付けの時に熱を加えすぎない様に注意が必要です。。。
あまりハイワッテージなコテは使わない方がいいと思います。
想像以上に熱の伝わりが早いです(゜レ゜;)
【基板は？？】
ユニバーサル基板を使用。
好きな形にカットして使います(゜レ゜)ﾁｮｷﾁｮｷ
大きく分けると
ガラスエポキシタイプと紙フェノールタイプがあるようです。
ガラスエポキシは高価なので、ルームランプ等の目的には安い紙フェノールタイプで充分だそうな。
ボクが使ったのはガラスエポキシの基板です(；レ；)
メチャクチャ硬いので この子→(゜レ゜) みたいにハサミでチョキチョキなんてできませんｗ
ボクはリューターで切断しました。
臭い粉が大量に出て身体に非常に悪そうですのでご注意ください(・.・;)
紙フェノールの方が加工性も高いみたいですょ。
・・・と
とりあえずこんな感じです(汗)
間違いだらけだと思いますので、「おめー何言ってんだよ、バカじゃねーの??(゜Q。)??」と言うところがありましたらガンガン指摘して下さい。
ボクと同じ心境（計算が良く分からない、でもやってみたい）の方のお力になれれば幸いです・・・
コレを参考にしてLEDが爆発したりしてもボクは一切責任を負いません。
ってか負えません｀;:゛;｀(;ﾟ;ж;ﾟ; )ﾌﾞﾌｫｫ！！
LED爆発したら結構な攻撃力ありますから気を付けて下さい。。。。
ポリカーボネイトのカケラが飛んでくると痛いですょ(・.・;)
↑昔体験しました。体験談(爆)
DIYの精神で楽しみましょうね。
【ネズーさんからの補足情報】
・光度（cd）は照らす範囲は考慮されていないので、LEDの指向角（光の出る範囲の角度）が狭いものだといくら光度が大きくてもスポット的な明るさになってしまうので注意が必要です。
→90°や120°等の表記も要チェックですね(＾レ＾)
・抵抗は温度が上がると抵抗値が下がり（電流が増える）、CRDは温度が上がると電流値が下がります。
なので、抵抗で組む場合14.4VをMAXで考えるのはOKとしても、Ifをギリギリで設計してしまうと、温度上昇時にLEDの定格を超えて電流が流れる恐れがありますので、ここも配慮が必要です。
→この事からも、コストが許すならCRDを使った方が安全...
・CRDが定格の電流を流すためには、抵抗よりも大きな電圧を必要とします（3～４V程度）。ですので白色LED（他の色より電圧が高い傾向にある）を直列に組む場合は、ご指摘の通りLEDの個数を考える必要があります。LEDやCRDのスペックを調べれば必要な電圧はわかりますので、必要な電圧の総和が14.4Vを超えていなければ大丈夫です。
→納得です(゜レ゜;)
Posted at 2009/12/16 01:34:01 | |
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クルマイジリメモ(゜レ゜) | クルマ
はじめてLED工作にチャレンジしようと思ってる方へ。 
