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airk 2021年01月04日作成
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【初投稿】LEDを光らせたい! ~LED回路の基礎~ 

電子にかかわって早3年。ついにSNSに投稿という冒険を始めようと思います

●初回は、LED点灯回路!
ハードウェアでは基本ですし、ソフトウェアではLチカしようにも回路組めないとLEDが点灯すらできないとそこで詰んでしまう。。。(・・;)

早速、始めます!
LEDの点灯回路は下記になります
キャプションを入力できます

①LEDを点灯させる電源電圧(Ve)を把握する

LEDを点灯させるために、電池につないだりマイコンのポートに直接、接続したりすると思いますがその電圧を確認します
今回はVe = 5Vとします(マイコンポート直駆動を想定)

②LEDの順方向電圧(Vf)を調べる

LEDの場合、Vfと書かれている値です
このVfはLEDの色によって違いますし、同じ色でも値が違ったりします。
きちんと設計する場合は、Vfの値を確認しましょう
今回はVf = 3.5Vとします(青色LEDを想定)

ささっと回路を組みたいときは、
赤系の色(赤、橙、黄etc):2.1V
緑、青、白系の色:3.5V
を用いてざっくり計算します

順方向電圧(Vf)は、英語では“Forward voltage”と呼ばれ 、Vfと表記されます
順方向電圧とは、ダイオードに電圧をかけて電流を流すとダイオード端子間に生じる電圧降下のことです(LEDもダイオードの一種です)
電圧降下の値は、電流が小さくても大きくても変わりません(厳密にいえば変わりますがオームの法則とは全く違います)
また、Vfの値はダイオードの種類によって変わります
例)ローム製 SLR-343xより

③抵抗値を決める

抵抗はえいやっ!で510~1kΩを入れるときもありますが、今回はきちんと理論計算をしていきます

Ⅰ.電流値の決定
LEDに流れる電流が大きいほど、LEDは明るく光ります
ただ、電流が大きすぎるとLEDが壊れます(LEDを守るために抵抗を入れます)
LEDは20mAの電流が効率がいいといわれますが、20mAも流すとまぶしいくらい煌々(こうこう)と輝きます
3~5mAで設計するのが、一般的ではないかと思います
今回は、3mAとします

Ⅱ.抵抗値の算出
オームの法則 V = RI を用います

抵抗の電圧(Vr) = 電源電圧(Ve) - 順方向電圧(Vf)
         = 5V - 3.5V
         = 1.5V

抵抗の電流 = 5mA
      = 0.003A

R = 1.5V / 0.003A = 500Ω

ただ、500Ωの抵抗はあまり見かけないので、この場合は510Ωを使用します
あまり見かけない理由は、別の方の投稿やgoogle先生(“E系列”で検索)に任せます
3mAでも結構、明るいですね(^^;)

<蛇足>
丁寧なLED回路の設計では、ほかにも絶対定格や消費電力、光の指向特性など詳細な検討が必要です
詳細はデータシートをご覧ください(僕も見る癖をつけないと・・・)

おわり

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名古屋在住の27歳
  • airk さんが 2021/01/04 に 編集 をしました。 (メッセージ: 初版)
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