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ニ コ ラ スの愛車 [トヨタ エスクァイア]

LEDの基礎知識 電圧の限界

カテゴリ : 電装系 > その他 > その他
目的チューニング・カスタム
作業DIY
難易度
作業時間30分以内
作業日 : 2016年09月26日
1
今回はLEDの基礎知識の続きです。

以前LEDには、流して良い最大の電流(If値)がある事をアップしました!

今回は電圧に関してです。
LEDを購入するときに、VF値というものが記載されています。

これは、最低限何Vの電圧を掛けて下さいと言う意味です。
実験をしながらどんなもんかお伝えしていきます。

今回使うのは、
・前回と同じLED(発光ダイオード)
I F値:20mA(流して良い電流の最大値)
VF値:3.2-3.4V(最低限掛けて欲しい電圧)
最低限なので3.4Vで考えていきます。

・前回と同じCRD(定電流ダイオード)
IP:12.0〜18.0mA
上記のLEDは20mA流して良いのですが、15mA流せるCRDを選びました。
実際には、12.0〜18.0mAの誤差があります。
2
学生時代に習った事のおさらいです。

1.5Vの乾電池2個を直列に繋ぐと何Vになりますか?
答えは1.5V×2個=3Vです。

これはLEDにも言えます。
3.4VのLEDを直列に繋ぐと何Vになりますか?
1個→3.4V×1個=3.4V
2個→3.4V×2個=6.8V
3個→3.4V×3個=10.2V
4個→3.4V×4個=13.6V
となります。
これは個数が増えるほど電圧を上げないと点灯しない事になります。

逆を言いますと、車の電圧12V〜14.4V間で考えると何個までなら点灯できますか?て事になります。
ここで重要なのは、オルタネーター(発電器)が働いてない時は、12Vだって事です。

なので、12Vの電圧だと何個点灯させる事が可能ですか?って事です。
正解は3個です。

ちなみに4個から実験していきます。

簡単な回路を作りました。
矢印の方へ(+から−へ)流れます。
CRD→LED→LED→LED→LED→スイッチングダイオード
足の長さを揃えたかったので、前回紹介したスイッチングダイオードを急遽回路に入れました。

電圧は12Vです。
3
点灯はこんな感じです。

点灯してんじゃん!って思いますよね。
f^_^;

しかしよーく確認して欲しいのですが、前回LEDの基礎知識で製作したLED(左)より光量が少ない事にお気付きでしょうか?

電圧が足らないとこうなります。
(ちなみに5個直列に繋ぐと光量は更に少なく、点灯できないものも現れます。)
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次に1個LEDを少なくして、3個直列にします。
これで10.2Vです。
車の電圧12Vより少ないので、光量がアップすると思います。
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点灯してLED1個と比較すると、ほぼ光量が同じだとわかります。

この様に、LEDのVF値から直列に出来る個数を決めて回路を作っていく事が重要になります。

抵抗とは違うCRDを使って点灯させる時は、12Vの電圧だろうが、14.4Vの電圧だろうが、電流をしっかり決めてあげて、LEDへ流してるので上記電圧不足以外は問題が起きません。

ちなみに、光量を稼ぎたい時は次の様な方法があります。
6
さっき迄使っていた15mA流せるCRDから、18mA流せるCRDへ変更する事です。
LEDのIF値が20mAなので18mAは使用できます。

しかし、この18mA流せるCRDは16.0mA〜20mAまでの誤差があるので、これが限界だと思います。

7
点灯してみるとこんな感じです。

光量に差はありますが、私にはそこまで大差ない様に感じてしまいます。

しかも、たったこれだけの光量をアップさせると、発熱問題にも気を付けなくてはいけなくなり寿命を縮める可能性があります。
ハイリスクローリターンだと思います。

(点滅動作なら発熱は抑えられるかもしれません。)

だったらスペースに余裕があるのならば、同じ回路を何セットも束ねてLEDの個数を増やしたほうが良いと思います。
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そして、私がお勧めするLEDを直列にする個数は、2個です!

何故ならアイドリングストップ車だからです!

アイドリングストップして、ブレーキペダルから足を離した際、エンジンが再始動しますが、ここで電圧が落ちる現象(電圧降下)が発生します。
だいたい9Vぐらいかな〜?(正確に測ってませんが)
3個直列にすると10.2V必要ですから、9Vじゃ足らないのでチラツキます。
Σ(゚д゚lll)

なので2個直列で6.8Vでチラツキが解消されるかもしれません!

…かもしれません!
すみません実験してません。


どんなLEDにするか?チップ式?筒型?色は?アイスブルー?赤?
LEDよって様々な条件がありますので、それに合わせた条件で作っていったり、あえて光量を落として演出してみたりと…
こうやって考えると初めは難しいですが、意外とオリジナリティーが出せるんだな〜なんて思ったりしませんか?

もちろんこの整備手帳だけは必ず言いますが『自己責任』挑戦してみてはいかがでしょうか?


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この記事へのコメント

2016/09/26 06:04:23
おはようございます。

ニ コ ラ ス先生の講座は、
画像付きで、説明も丁寧なので、
勉強になります。 φ(..)

今回は、電圧の仕組み
特に直列と電圧の関係が
凄く理解できました。(^-^ゞ

次回は、並列をお願いします。
m(__)m

次々回は、ELシートについて
御教示をお願いします。
m(__)m

コメントへの返答
2016/09/26 20:48:26
お褒めの言葉ありがとうございます!

並列行きますか?

頑張ります!

私、ELシートやった事無いっすよ〜
Σ(゚д゚lll)
龍騎士さんからのご教授お願いします!
2016/09/26 08:02:50
ニコラス先生おはようございます(^o^)
今回もわかりやすい授業ありがとうございます。
色々勉強になります。
次の講義も期待しておりますよd('∀'*)
コメントへの返答
2016/09/26 20:50:42
カズさんありがとうございます!
これでカズさんもLED半田出来ますね!

アップ楽しみにしてます!
ついでにELシートも挑戦お願いします!
ψ(`∇´)ψ
2016/09/26 21:40:19
ニコラス先生ありがとうございますm(_ _)m
LEDは今つけてるフット、カーテシ、セーフティ全て砲弾LED自作です。
抵抗ですが...。
全車でもウィポジ自作しましたが(ニコラス先生が作られた様な綺麗なものではないですが(^_^;))、1ヵ月もたずにお亡くなりになりました(笑)
ELシートはエンブレムに仕込みたいですが...。皆さんの動向を見てから考えます(笑)
コメントへの返答
2016/09/28 12:44:39
カズさん!返信遅くなってすみません!

ELシート先駆者の一員にならなくて良いのですか?(笑)
ψ(`∇´)ψ

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何シテル?   10/22 10:50
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