LEDについて

自分がLEDをどんな風に扱っているのかをまとめてみました。
注)専門家ではないのでわかりにくいところが多々あります。

LEDとはLight Emitting Diodeの頭文字を取ったものです。
ようは発光ダイオード。
電球と違い寿命がもの凄く長く、消費電力も劇的に少ない夢の光りです。
代表的な発光色は赤や緑ですが、近年青色が発明されました。
そのため光りの3原色であるRGBが揃い、フルカラーが実現されましたとさ。

蘊蓄はこの辺にして…
LEDには極性があり足の長い方が+(アノード)で短いほうが−(カソード)です。
逆に接続した場合は発光しません。
また、定格が決まっているのでそれにしたがってください。
例えば

VF=2.0V IF=20mA

と表記されているものは2V(ボルト)の電圧をかけると20mA(ミリアンペア)流れ、
それ以上の電圧をかけると寿命が短くなったり、壊れたりします。
車のバッテリーに直接つないだら当然壊れますねw
ではどうするか。


CRDを使えば難なく解決!
CRDとはCurrent Regulative Diodeの略で、定電流ダイオードのことです。
名前のとおり、一定の電流を流すことができるダイオードです。
CRDにもいろいろな種類がありますが、車に使うのであればE-153かE-103を使います。
E-153は15mAが流れ、E-103は10mA流れます。
値段は1本50円くらいでとても高価です。

LEDはたいがい20mAが定格なので、E-153を一本入れています。
20mA流したい時はE-103を2本並列につなぐと10mA+10mAで20mAにできます。
LEDとの接続方法は青いラインが入っている方をLEDの+に接続し、もう一方を電源側に
接続します。
CRD1本で4〜5個直列に接続したLEDを点灯することができます。
誤って逆に接続し、高い電圧をかけるとLEDが壊れますので注意が必要。
CRDは抵抗と違って、抵抗値を計算しなくていいのでとっても楽です。
って、抵抗の説明何にもしてなかった…orz

接続方法を図解するとこうです。
ちなみに−側にも接続できます。
その場合はCRDを逆に接続します。

続いて抵抗の説明です。
抵抗は1本数円〜ととても安価ですが、選び方が結構めんどい…
国産車は通常エンジンをかけているときに14.4Vの電圧が出ているそうで、それを基準に
抵抗値を算出しなければなりません。
算出には中学校で習ったオームの法則が必要です。抵抗(Ω)=電圧(V)÷電流(A)
ただし、オームの法則だけでは算出できません。
例えば、国産車で定格VF=2.0V IF=20mAのLEDを1本点灯させる場合。
14.4V-2V=12.4V
LEDは2Vで点灯する訳ですから、残りの12.4Vを抵抗でどうにかしなければなりません。
また、この回路には20mA(0.02A)流したいわけですから…
抵抗=12.4V÷0.02A
という式を立てることができます。
これを計算すると620Ωという値が求められるので、このLEDを1本点灯させるためには
620Ωの抵抗を用意します。
LEDへの接続方法は特に決まりはありません。極性もないので適当につなげてください。
CRDに戻りますが、実用的な接続方法はこれです。
定格VF=2.0V IF=20mAの赤色LEDを4個直列に接続し、E-153のCRDを入れればOK。
LEDをもっと増やしてもいいのですが、暗くなったり安定しなかったりします。
何故かというと、バッテリーの容量を超えてしまうからです。
それ故、14.4V以内でLEDを接続しなければなりません。
14.4V−(2V+2V+2V+2V+2V+2V+2V)=0.4V
このように最大7個までということになります。
しかし、バッテリーの電圧はオルタネータも影響し安定していませんので、ギリギリまで
LEDを接続するのはオススメできません。
また、LEDの定格によっても、接続数は変わります。
定格VF=3.2V IF=20mA
なら3個直列くらいがいいんじゃないかと。

さて、このCRDを抵抗に代えるとすると何Ωの抵抗を入れればよいでしょう。
抵抗={14.4V−(2V+2V+2V+2V)}÷0.02A
計算すると320Ωになるので、320Ωの抵抗を入れれば、4個直列につないだ赤色LEDが
点灯します。
↑の回路だけでは光量が足りないのでLEDテールなどは作れませんよね。
ある程度光量が必要になる箇所には、↑の回路を並列につなげていけばよいのです。
つなげた様子が↓の画像。
これを応用して様々なLED化を試みているわけです。