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電子工作[超]入門 Lab.

電子工作[超]入門 Lab.では、これから電子工作を始める人に向けた情報や作例を紹介しています。

電子工作の中でも人気が高い光り物
2-4

LED【発光ダイオード】

2017-11-282017-11-28

電子工作の中でも人気が高い光り物。「LED」を紹介します。

2-4-1.LED(発光ダイオード)とは

LEDは、Light Emitting Diodeの略で「発光ダイオード」を意味します。2-3.ダイオードで紹介したpn接合型ダイオードの一種で、半導体に不純物を混ぜることで、特定の波長の光が放出される性質を利用したものです。赤・緑・青などで発光する単色LEDの他に、光の三原色を用いてあらゆる色を再現できるフルカラーLEDなどがあります。また、可視光線以外に、赤外線・紫外線を発するLEDもあります。

電子工作の中でも、光り物は人気が高く、よく使われる部品の一つです。LEDをチカチカ点灯させる回路、通称Lチカ(エルチカ)は、LED・抵抗器・電源だけで組める簡単な回路でありながら、オームの法則などの基礎が学べる入門用回路としてよく用いられます。

よく使われるのが、図2-4-1-1のような砲弾型と呼ばれる形状のLEDで、直径が5mmのものや3mmのものがあります。

図2-4-1-1.砲弾型LED(発光ダイオード)
図2-4-1-1.砲弾型LED(発光ダイオード)

また、複数のLEDを内蔵した部品もあります。セグメント型LEDは、主に数字を表示させるための部品です。マトリックス型LEDは、格子状に配置された多くのLEDを使って、文字やキャラクターなどを表示することができます。

図2-4-1-2.セグメント型LED(左)とマトリックス型LED(右)
図2-4-1-2.セグメント型LED(左)とマトリックス型LED(右)

2-4-2.LED(発光ダイオード)の特性

図2-4-2-1は、LEDの電圧と電流の関係を表したものです。赤い線が順方向バイアス時、青い線が逆方向バイアス時の特性です。点線は、2-3.ダイオードで紹介したpn接合型ダイオードの特性です。

LEDは順方向バイアス時に点灯します。順方向電圧(VF)は、pn接合型ダイオードより少し高く、赤・緑・黄のLEDで1.8V~2.2V、青・白のLEDで3.0V~3.6程度になります。また、逆方向バイアスへの耐性は非常に弱く、降伏電圧(VR)は、3.5~5V程度です。

図2-4-2-1.電圧と電流の関係
図2-4-2-1.電圧と電流の関係

2-4-3.制限電流

LEDの使用時に最も注意しなければならないのが電流です。通常のダイオードと同じ特性なので、順方向電圧(VF)を超えると、急激に電流が増加します。電流が大きすぎると、温度上昇とさらなる電流増加を繰り返す熱暴走が発生して、LEDが破壊されます。そうならないように、LEDには流してもいい電流(IF)の最大値が決められています。その電流(IF)を「制限電流」といいます。

図2-4-3-1.制限電流
図2-4-3-1.制限電流

制限電流は、LEDの種類によっても異なるので、使用時には規格表での確認が必要です。通常の砲弾型LEDで、10mA~20mA程度、ハイパワー(高輝度)なもので数百mA程度です。

LEDに流れる電流の制限は、主に抵抗器や定電流ダイオードなどを直列に接続して行います。この時、LEDに流れる電流は、制限電流の50%程度に抑えます。LEDは、比較的ばらつきが多いので、制限電流いっぱいで設計するのは避けましょう。

2-4-4.LED(発光ダイオード)関連のおすすめ品

LEDを点灯する・トランジスターでLEDを点灯する・明るさセンサーでLEDを点灯する・明るさセンサーにキャンドルICを連動させてLEDを点灯するなど実験が行えます。LEDを安全に点灯させる電流制限用として抵抗器が使用されています。

サンハヤト 小型ブレッドボードパーツセット SBS-201 暗くなると自動点滅するLEDキャンドル

ブレッドボードに部品を挿し込むだけで、ハンダ付けをすることなく電子工作が楽しめます。わかりやすい取扱説明書付き。

ブレッドボードを使って、LEDのみで点灯する回路・トランジスタでLEDを点灯する回路・非安定マルチバイブレーター回路の実験が手軽に行えます。はじめてでも理解しやすい図解された取扱説明書が付いています。

サンハヤト 小型ブレッドボードパーツセット SBS-202 LED点滅回路

ブレッドボードに部品を挿し込むだけで、ハンダ付けをすることなく電子工作が楽しめます。わかりやすい取扱説明書付き。

ブレッドボードを使って、フルカラーLEDを使用したイルミネーション回路の実験が手軽に行えます。はじめてでも理解しやすい図解された取扱説明書が付いています。

サンハヤト 小型ブレッドボードパーツセット SBS-205 LEDイルミネーションキット(フルカラーグラデーション・点滅・温度計)

ブレッドボードに部品を挿し込むだけで、ハンダ付けをすることなく電子工作が楽しめます。プログラム済みマイコンとフルカラーLEDを使ってイルミネーションを作ります。

ハンダ付けなしで実験できるキットが付属。赤緑青白の4色のLEDを使って、12種類の実験と工作が楽しめます。はじめての電子工作にもおすすめです。

LED(発光ダイオード)などの電子部品の知識・回路の設計方法・自作のノウハウ・実際の製作例などが紹介された一冊です。

電子工作の素

著 者
後閑哲也
出版社
技術評論社
発売日
2007/04/01

とにかく何かが作りたいけど、何から始めたらいいかわからないという人に向けた一冊。電子工作はじめの一歩として、LED(発光ダイオード)が詳しく紹介されています。

電子工作の職人技

著 者
高瀬和則
出版社
技術評論社
発売日
2017/02/17

LED(発光ダイオード)はもちろん、抵抗器・ダイオード・コンデンサー・コイル・トランジスター・集積回路・入出力部品など、電子工作に必要な部品について詳しく紹介した一冊です。

電子部品ハンドブック(I・O BOOKS)

著 者
千野行広
出版社
工学社
発売日
2016/03
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