電子工作まとめ
tohutokonsome.hatenablog.com
今回は、LEDを安全に点灯させてみる。
LEDの仕様を確認する
LEDを点灯するにあたっては、仕様がちゃんと存在していて、「データシート」と呼ばれるものに記載されている。
この「データシート」という名称は、モーターなどの製品でも存在していて
電子部品の仕様書みたいな存在ではないかと思われる。
使用するLEDのデータシートはこちら。
http://akizukidenshi.com/download/OSPW5111A-YZ.pdf
ファイルは、電子部品をオンラインでも購入することのできる秋月電子通商で検索するとあったりする。
データシートの必要箇所を抜粋する。
まず、もっとも大事なのは絶対最大定格(Abosolute Maximum Rating)という値でこれを超えると電子機器がぶっ壊れるから守ってねという値。
表の内容から察するに30mAが限界ということがわかる。
一般的に最大の半分程度の電流を流すみたい。
なので、今回は20mAの電流を流してみたいと思う。
使用する電源は乾電池4本。
1本の電圧が1.5Vなので、6Vの電圧となる。
オームの法則より、6Vの電圧を使用して20mAの電流を流したい場合、抵抗をいれることで流れる電流をコントロールすることができる。
必要な抵抗 (Ω) = 6V / 20mA = 300Ω
上記の式より、300Ωの抵抗が必要ということがわかる。
ではさっそく、300Ωの抵抗を用意しよう、というとそうではないのでややこしい。
というのも、LEDライトにも抵抗は存在しているのである。
なので、LEDライト抵抗値を調べ、そこからたりない分の抵抗を足す必要がある。
300Ω = (LEDの抵抗) + たりない分の抵抗
LEDの抵抗は一定ではない
LEDの抵抗を調べてみると、抵抗がどれくらいかは書いていないことがわかる。
厄介なことに、LEDや豆電球の抵抗値は固定ではなく、与える電圧によって変化をしてしまう性質をもっている。
自分がわかりやすかったのは、豆電球の例で、電圧を与えることで、豆電球のフィラメントと呼ばれる部分が熱をもって
その結果、電流が流れにくくなる（豆電球の抵抗が高くなる）ということが起きるらしい。
LEDも細かいことはわからないけれども、そういった性質をもっている。
LEDの抵抗がわからないと、どれだけ抵抗足せばいいかわかんない、となってしまうのだが、データシートに乗っている以下の部分にヒントがある。
Electrical -Optical Characteristicsは直訳で「電気的諸特性」とよくわからない日本語だが
書いてある内容は、20mAを流したときの電圧が記載されている。
MinとMaxは文字通り、最少と最大で、Typは標準値という意味。
なので、このデータシートからLEDの抵抗値を読み取ることができる。
これもオームの法則より
LEDの抵抗 = 3.4V / 20mA = 170Ω
※電圧は標準値(3.4V)を採用する。
※固定の抵抗値ではなく、20mAを流す場合の抵抗。
以上から、たりない分の抵抗は
たりない分の抵抗 = 300Ω - 170 Ω = 130Ω
ということがわかる。
ちなみに、こんなまわりくどい計算ではなく
必要な抵抗 = (電源の電圧 - LEDに必要な電圧) / LEDに流す電流
(6V - 3.4V) / 20mA = 130Ω
という考え方でも同じ値を求めることができる。
こちらの方がシンプル。
点灯してみる
残念ながら手元に130Ωの抵抗器はなく、100Ωの抵抗器しかなかった。
100Ωで問題ないかを計算してみる。
(6V - 3.4V) / 流れる電流の想定 = 100Ω
上記を解くと、流れる電流は26mA
ちょっと怖いけれども、30mAは超えないのでやってみる。
想定より3mAほど大きい電流が流れ焦りましたが、無事点灯することができました。
次回はRaspBerryPiと接続したいと思います。
