光の三原色【LED の並列接続】

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青と緑の順方向電圧が3.6V であることから、今回は乾電池4 本の6V(1.5V×4)に決定します。6V にすることで、LED の逆方向電圧の絶対最大定格の5V を超えることを意識します。すなわち、電源を逆に接続したときに壊れる危険があるため、気を付けなければならないということです。LED に流す電流を決めるためには、電流制限抵抗を用います。3 色のLEDの全てを点灯させますので、電流制限抵抗は全てのLED に配線します。抵抗値は通常のLED と同様に、電源電圧E と順方向電圧VF と順方向電流IFによって計算します。まずは赤色に対して電流制限抵抗を考えます。今回は、E = 6V、VF (R)=2.0V なので、これらの値を代入します。また、順方向電流は50mA までしか流せませんので、0.1mA~40mA くらいで調整することにします。本来は0~40mA としたいところなのですが、式の分母に0 は代入できませんので、ひとまず、0.1mA~40mA にしました。

まず順方向電流IF=40mA を代入するとR=100Ωとなり、R には最低でも100Ω が必要であることが分かります。一方、0.1mA のときはR = 40000Ω=40kΩになります。青や緑についても同様に計算してみます。VF(B/G)=3.6V なので、順方向電流IF が40mA のときはR = 60 オームのように計算できます。60Ω という抵抗器は入手しづらいので、今回は100Ω に決めました。100Ω であれば電流値は減るので、LED を壊すことはありません。0.1mA のときの計算はR=24000 となり、24kΩ を使用すればいいことになります。電流の調整には抵抗の値を変化させることが必要ですので、可変抵抗を用います。今回は各色の可変抵抗は、先ほどの計算から、40kΩ、24kΩ、24kΩのように求まりましたが、それらの値の可変抵抗はありませんので、全て100kΩ を用いることにしました。

このようにして、可変抵抗器が0Ω のときには40mA を流し、可変抵抗器が100kΩ のときには電流をほとんど流さないようにする回路は上の通りです。可変抵抗器を0Ω にしたときにLED に40mA を流すためには100Ω が必要ですので、可変抵抗器と直列に100Ω の抵抗器を接続しています。


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