こんばんは、しまじんぐです。
突然ですが、またLED講座やります！ｍ9っ｀Д´) ﾋﾞｼｯ!!
理由は単純で、「
LEDのブログ書くよ」って約束したからです。
本当は作業工程をアップしたいんですが、その為には計算が必要なのでまずは計算編をアップします！
まぁ内容は以前書いたLEDのブログにちょっと手を加えた程度ですのが、なるべく
分かりやすく書いたつもりなので、興味ある方に読んでいただければ幸いです。
次回は実演っぽいことをやってみたいと思ってますので、そちらも楽しみにしててね
❤
※なお文字が斜体になっている部分は、マウスを上に乗せると解説が出るようになっているので、ご利用下さい。（スマホ非対応）
☆そもそも抵抗は何のためにあるの？
では早速。
LEDを光らせる時に使う抵抗。一体何のためにあるのでしょうか？
これは試しに抵抗無しでやってみれば分かります。
抵抗を繋がずにLEDを直接12Vに繋ぐと…
電流が流れすぎて焼け切れてしまいます。
じゃ抵抗を繋いだらどうか。
ちゃんと光る。
抵抗が電流の流れすぎを制限しているからです。
じゃさっきより大きめの抵抗を入れてみるとどうか。
ちょっと暗くなる。
つまり抵抗はLEDに流れる電流の量をコントロールしてるってことですね。
これを計算出来たら思いのままじゃん！ごいすー！ってことです。
まぁそういう「何となくのイメージ」を掴んでもらったところで、今度は実際の計算方法の話に入ります。
ちょっと長くなりますので、お暇なときにでもじっくり読んでみて下さい。
☆使うLEDを決める
計算云々の前に、まずは使うLEDを決めます。
色んなLEDがあるんで見てるだけでも楽しいのですが、今回はそんな中からOptoSupplyってメーカーのLEDをチョイス。
これを3発
直列に繋いだ例で、このLEDを光らせるのに最適な抵抗値を計算してみます。
☆LEDの特性を調べる
抵抗値を計算するには、LEDの数値を2つ調べる必要があります。
Vfと
Ifです。
これはLED屋さんのHPにでてます。
今回のLEDはエルパラで買ったんで、
エルパラのHPを見ると
・Vf → 2.1V
・If → 60mA
ってなってます。
Vfってのは特性電圧といって、「このLEDはこのくらいの電圧で光りますよ」という値です。
これはその
LED自体で決まった値になります。
一方
Ifは定格電流と言って、「これ以下の電流値で使ってくださいね」という値です。
この値以上の電流を流しちゃうと動画のように焼き切れてしまったり極端に寿命が短くなってしまいます。
実際は
マージンを残して定格の8割以下、今回のLEDだと45mA以下くらいで使う場合が多いです。
もちろんそれより低ければ幾らでもOKなので、例えば「暗くしたいから5mAで使う」なんてことも可能です。
以上を踏まえて実際に計算してみましょう！
☆手順①～電流を決める～
まずは
何mA流すか決めます。
LEDはとても単純で、流す電流値で明るさが決まります。
これは約5mAと約30mAを比較した例です。
このLEDは定格は60mAなんでウィンカーに使うなら45mAくらいにするんですけど、あまり明るすぎると写真が撮りづらいので、今回は取りあえず20mA流すことにします。
☆手順②～電圧を計算する～
続いて電圧を見てみます。
このLEDは
Vfが2.1Vだったので、1つのLEDで2.1Vの電圧を使います。
今回は3つのLEDを繋ぐので、
2.1×3=6.3V
となって6.3Vの電圧を使います。
車のバッテリー電圧は
Max14.4Vで、この14.4VのうちLEDを光らせるのに6.3Vだけ必要なので、
14.4-6.3=8.1V
で8.1Vが余ることになります。
この余った8.1Vが余計なので、ここに抵抗を入れて電流値を調整をしてやれば良いのです！
☆手順③～抵抗を計算する～
8.1Vあって、そこに抵抗を入れて20mA流したい。
この抵抗値を求める式ってどんなだっけな…。
そう、
オームの法則です！
公式は
電圧＝電流×抵抗
ですが、まぁ面倒臭いのでハジキの公式みたいに図で覚えます。
つまり抵抗を求める式は、
抵抗＝電圧÷電流
ですね！
ですので、今回使うべき抵抗は、（
※単位に注意！20mAは0.02A！）
8.1V÷0.02A＝405Ω
となって、405Ωを使えば良い！！となるわけです。これだけ！簡単！
ただまぁ405Ωって抵抗は売ってないので、
少し大きめで一番近い430Ωを使うようになります。
足し算引き算とわり算程度で簡単に出ますね！
☆実際やってみると…
実際にOptoSupplyのLEDに430Ωの抵抗を繋いで電流を流してみましょう！
ちゃんと光った！
☆まとめ
ちょっと一気に書いちゃったんでワケ不明だったと思いますが、要するに、
「余った電圧を流したい電流で割っただけ」です。
意外と簡単な計算だな、というのが分かっていただけるかと思います。
これはどんな種類のLEDだろうが、何発のLEDを使おうが、同じ計算方法で求められるので、とても簡単です。
次回は…実際にルームランプ作成の作業を見せられたらいいなぁと思っています。
最後に幾つか補足を書いておきます。参考にしてください。
質問等もどんどんコメントしてくださいね！
◎何発使えるか
直列に何発まで使えるかはLEDのVf次第。
Vfの合計が12Vを超えなければ大丈夫です。
（例：3.4Vの白なら3発10.2VまでOK）
それ以上光らせたい場合はこの回路を並列に並べます。
◎抵抗のワット数
抵抗のワット数（消費電力）は、その抵抗がどのくらいまで耐えられるか表した数字です。
だいたいこの数値の半分以下で使用します。
今その抵抗にどのくらいのワット数がかかってるかは計算で求めます。
消費電力（W）＝抵抗に掛かる電圧（→余った電圧）×電流
となります。
今回でいえば8.1V余って20mA流しているので、
8.1V×0.02A＝0.162W
1/4が0.25Wでそれの半分以下なので1/4WでOKとなります。
なお僕は面倒くさいので全部1/2W抵抗を使っています。（大は小を兼ねるので…）
◎電流値の決め方
実はこれが一番難しいように思います。
ある程度は経験、他の人の整備手帳、LED屋さんのHP、LEDテスター。そうういうのを参考にすると良いと思います。
ただ赤色のスモールは、LEDの特性上ブレーキの1/10ほどにするとちょうど良くなります。
他にも何かあったら追記していきます。
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Posted at
2013/06/20 20:11:31
LED工作をしよう！～抵抗の計算編（再）～
