イルミネーション【LED の端子を区別する】

Last modified on 08/27/2014.

 fullcolorled

電子回路を設計するときは前述の通りデータシートに基づいて配線と素子の値を決定していきます。絶対最大定格(Absolute Maximum Rating)を確認してみると、供給電源(Power Supply)は5V と記載されています。このことが最も重要で、電源に5V 以上を用いてはいけません。その他は、動作時の温度(Operating Temperature)は-30~+85℃、保管時の温度(Storage Temperature)は-40~+100℃であり、通常の利用では問題ないと考えます。半田付け時の温度(Lead Soldering Temperature)は260℃/5sec を超えてはいけません。ここでは半田付けをしませんので問題ありません。

電気的特性(Electrical Optical Characteristics)を確認すると、順方向電圧(DC Forward Voltage)は標準で4.5V が記載されています。ワンコイン電子工作では、電子部品の購入しやすさを考えていますので、電源電圧は乾電池の1.5V の倍数で考えて、乾電池3 本を直列接続することで4.5V を作ることにします。また、スイッチの付いている電池ボックスを利用することで、電子部品の数を減らして製作できるようにします。その結果、設計した回路は上のようになります。LED を用いた回路の回路図を書くときには、LED の種類が多く同じ回路図記号を用いられるため、型番や色を記載して区別できるようにします。

回路設計とともに実際に用いる状況によって、必要になるものも考えなければいけません。回路図にはありませんが、光を一方向だけではなく横からも見られるように広がらせるような光拡散キャップやアクリル板などを利用することを考えます。また、電子部品の接続(通常は基板に半田付け)や配線材も電子部品として考慮する必要があります。今回は乾電池とLED を直接接続しています。これはフルカラーLED の中にIC や抵抗が内蔵されているためです。通常のLED を用いる場合には電流制限抵抗を付加する必要があります。

そのほかのデータシートの内容には、点灯の周期(Oscillator Frequency)は33 秒であることや、赤(Red)と青(Blue)と緑(Green)の波長(Wavelength)や輝度(Luminous Intensity)も記載されています。半減角(50% Power Angle)が30 度であることや、指向性(Directivity)の図を見ることで、LEDの正面が明るく、横にずれていくと暗くなることも分かります。


LED の端子に電源コードを結び付け、その個所が外れないようにすると同時にショートしてしまわないように、熱収縮チューブを被せることで回路を作製します。まず、ラジオペンチを用いてLED のアノードの端子で小さな輪を作ります。次に、電池ボックスの赤色のコードの被膜を、LED の端子に巻きつける長さに応じてむきます。熱収縮チューブをLED の端子の長さ以上に切り、電池ボックスの赤色のコードに通しておきます。LED の端子と電池ボックスの赤色のコードを巻きつけて外れないようにします。その後、熱収縮チューブをLED の端子に被せます。チューブが被らないときには、ラジオペンチを用いて、LED の端子の輪を小さくします。LED のカソードと電池ボックスの黒いコードを同じように接続します。最後に、ドライヤーなどを用いてチューブを収縮させればできあがりです。

イルミネーションフルカラーLED で作製したものは、光を拡散させることで、きれいな飾りを作ることができます。写真ではLED に光拡散キャップを取り付けました。また、アクリル板に光の道筋を作るため、アクリルカッターで傷を付けました。アクリル板の周囲や傷を付けたところから光が拡散していることが分かります。この傷はやすりを使っても面白いですし、絵を描いて光らせることも楽しいと思います。いろいろと工夫してみてください。


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