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  抵抗を入れた回路のLED点灯(理論編) - 文太 20/03/17-00:54 No.9689
    ┣ 1cm x 1.2cm LED - 文太 20/04/08-12:10 No.9714
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    ┃ ┗ キャイン、工作編(1) - 文太 20/04/18-12:55 No.9737
    ┗ スイッチライト@セリア - 文太 20/04/20-14:17 No.9744

(9689) 9689抵抗を入れた回路のLED点灯(理論編)  投稿者:文太   2020/03/17(火) 00:54
   コメント数 2

 いちおう新規スレッドにしてしまいます。

マルツより

光色  順方向電圧VF  最大定格IF(mA) 最大定格VR(V) 
    typ(V) IF(mA)

赤   1.9   20   30       5
赤   1.9   20   20       5
赤   1.9   10   30       3
赤   1.8   20   50       9
赤   2.2   20   50       9

黄   2    20   30       5
黄   2.2   20   50       5
黄   2    10   30       3
黄   1.9   20   50       9

白   3.7   20   25       5
白   3.6   20   30       5
白   3.7   20   25       5

 要約すると、

赤   2.0V  20mA  30mA max    5V max
黄   2.0V  20mA  30mA max    5V max
白   3.5V  20mA  30mA max    5V max

 こんなものでしょう。いちおうこれを基準に。LEDの寿命などなどを考え、
typicalな電圧と電流は、この辺ですよ、効率いいのはこの範囲ですよ、と言っている
のだと思う。

 参照対象(典型的な数値)はこんな感じ。では、ELPAの3mm砲弾型LEDと
330Ωの抵抗はどう考えられているのか。なぜ3〜6Vなんてことになるのか。

 公式はこうです。
         抵抗を求めるなら、
 (電源電圧−LED降下電圧)÷電流=抵抗
         電流を求めるなら、
 (電源電圧−LED降下電圧)÷抵抗=電流

 ELPA環境では、抵抗は330と決め打ち。で、電源により電流はどうなる?

 3Vの場合。
 赤LEDは2Vだから、(3−2)÷330=3mA(ほんとに点灯が確認できるの?)

 6Vの場合。
 赤LEDは2Vだから、(6−2)÷330=12mA(まあ見えるのでしょう)

 安全は安全だけど、なんかしょぼいね。330Ωなんて大きなの、いれなくてもいいのに。
 こんな実験環境で超寿命とか狙ってどうする?

 で、手元には、100、47、22なんて抵抗がある。試しに計算。

3V:
1÷100=10mA
1÷ 47=21mA(最高じゃん、たとえスタートが1.6Vx2=3.2Vでも、、、)
1÷ 22=45mA(30mAマックスなのでこれは殺すね)

6V:
4÷100= 40mA
4÷ 47= 85mA
4÷ 22=182mA(どれも瞬殺でしょう)

 もっとでかい抵抗、もってきな。
 もちろん、すぐ出る。150、200、220。

4÷150= 27mA(危ない)
4÷200= 20mA(これでしょう)
4÷220= 18mA(安全?)

 3Vと6Vのパターンを合わせる(電池2本、3本、4本と、お客さまがやりたいだろうから)。
 3Vの100Ωでも、6Vで死ぬ。もっと上だ。220Ωでは3Vのときどうなる?
1÷220=4mA(見えるの?)
 はい、200Ωでしょう。
1÷200=5mA
 やっぱり、150Ω!
1÷150=7mA

 というわけで、150Ωの抵抗を使えば、電源3Vのとき7mA流れ、電源6Vのとき27mA
流れて、良いように思います。
 で、なんで、330Ωが入ってるわけ? LEDが、我々が基準としたのと違うのでしょう。

 以上は、乾電池相手の仮想的シナリオでした。2本(3V)のとき、3本のとき(4.5V。
これ計算してないけど)、4本(6V)のとき。
 現実には、ニッスイ相手なので、
1.4Vx2本=2.8V か 
1.4Vx3本=4.2V なんて電源で、

電池は使えば減るので、
2本なら 2Vから2.8Vの範囲(白色は無理。抵抗も入らざるを得ないのです)
3本なら 3Vから4.2Vの範囲

 やっぱり、面倒な実験は、セオリーどおり、3本だけとします。

 ※もちろん、上の理屈すべて、VIC大橋先生の「LEDの使い方1」からきてる内容です。

      - No.9689 -    このTreeへ              [リストへもどる ] soft


(9689) 97141cm x 1.2cm LED  投稿者:文太   2020/04/08(水) 12:10
    9689 番 文太 さんへのコメント    コメント数 1

 こんなタイミングで商品が届いてしまった、というだけの話です。
 中国というか中国企業というか、コロナ・ショックとかないみたいな行動パターンですねぇ。

 としきさん、あっち、ちょっと待ってね。なんか、胸と頭がわさわさ、どきどきしてしまって
いて。だから、こんな逃避行動。

https://ja.aliexpress.com/item/1942134261.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.66414c4d4Lc3B7
 1センチのLEDです。LEDは3ミリ(すごく小さい)と5ミリ(普通)が代表的というか
よくみるサイズです。もちろん、ダイソー製品でも、SMDになったりCOBになったりと、もう
形・サイズは様々ですが。

 当たり前なのだろうと思いますが、報告したいのは2点(画像がないとほぼ無理だけど)。

 (1)で、でかいです。使われているプラスチックの量は5ミリものの5倍はある。5ミリから
10ミリへ、の違いどころではない。そして、すこし、LEDにしては重い。

 (2)サイトをみてもらうと明らかなのですが、(まるで乾電池・充電池の電圧の話みたいに)
「標準形」(?)だと、やっぱりLEDは、色で電圧が一定の方向にばらける傾向にあるみたい
です。
 赤なら1.8V-2.0V、白なら3.2-3.4V。黄色、緑、青はそのあいだ。電流は、ふつう20mAぐらい
流したい(こいつは30mAまでいけるみたいだけど)。つまり、3ミリでも10ミリでも、ほぼ同じ
みたい、、、。ちがったかなぁ?
 白なら、10000-12000mcdとかある。1万mcd。これ、小さいのより明るいのかなぁ? そうで
ないと、つまらないのだけど。

 (3)蛇足。1個8円ぐらい。50個あっても困るのですが。どういう動機で、どんな
タイミングでポチしたのか不明。1か月も前のことなので、、、。いつものことです。
 「実験編」、是非ともこれを使ってやってみたいものなのですが、、、。
 が、心がざわざわ、してます。


      - No.9714 -    このTreeへ    コメント元:9689 へ    [リストへもどる ] soft


(9689) 9728実験編  投稿者:文太   2020/04/14(火) 15:41
    9714 番 文太 さんへのコメント    コメント数 1

 サクっとした現実逃避です。コロナ逃避とも、昨今ではいうようですが。
 以下、つまらないけど、白色LEDだとそんなふうになるものみたい、という
一般論のつもりです。

 LEDのスペックは、
 20mA(定格)-30mA(最大)ぐらいの電流を流し、LEDは3.2V-3.4Vがよろし、
というもの。

 ごちゃごちゃ計算し、手元の抵抗在庫をあさって、33Ω抵抗に決定。
 で、ふつうですが、こんな回路になる。横書きなので、GND同士を繋げてね。

GND -- バッテリー -- 33Ω抵抗 -- LED -- GND

 で、ニッスイの3直列はいろいろと面倒なので、リチウム(3.2V-4.2V)で
実行! しかし、そんなに長い時間待ってられない(仮ずまいのブレッドボードなので)。
というわけで、左の電圧をもつ電池2つで試し、電流とLED両端の電圧を測りました。

battery     current     LED voltage
3.37V      13.26mA     2.91V
4.15V      25.80mA     3.14V

 4.15Vで、10ミリ砲弾だと明るいか、と問われたら、そうでもないと思う。
 4.15Vで、 5ミリ砲弾だと暗いか、 と問われたら、そうでもないと思う。
 あんまり変わらないと思う。ダイオード端子を包んでるプラスチックの性質や角度で
ずいぶん見栄えは違う感じがする、といったところ。

 とにかく、「ごちゃごちゃ」計算の33オームは、正しいようでした。
 3.37Vという、下へ行ったときも、残念なことに、じゅうぶん明るくて、3.37Vと
4.15Vを隣あわせたら違いはすぐ分るでしょうが、現実的には、4.15Vから3.37Vへと
時間をかけて落ちてゆくわけで、「あ、電池交換、あるいは充電のタイミング」
なんて気づくことはできないくらいに、明るいです。

 これを改善するためには、33Ωをもっと大きくするしかなく、そうすると、
最高電圧時の明るさが落ちるわけで、その方向は考えない、ということにしました。


 以上、完全にブレッドボード上での実験でした。
 これを実用するためには、まあ、4つ上を並列にして、スイッチつけて、みたいな
「工作編」になるわけですが、これは、いつかね、あるいは、やってもレポートなしに
なります。言葉では、書く意味ないでしょうから。
 この箱詰め、パッケージングが難しいのですよねぇ、ほんとは。
 面倒くさくない、あっちを先にやりたい、という気持ちもあります。

      - No.9728 -    このTreeへ    コメント元:9714 へ    [リストへもどる ] soft


(9689) 9737キャイン、工作編(1)  投稿者:文太   2020/04/18(土) 12:55
    9728 番 文太 さんへのコメント

 はい、この手の改造ものを狙っていました。抵抗入れてスクラッチから
「創作」すると、いろいろいろいろ面倒でして、、、。そっちもいつかやりますが、、、。

 というわけで、今日、登場するのは、「COB タッチライト」です。
セリア製品です。僕としては新作です。初登場です。下のような改造をしなくても、
100円でよくやりました! という会心作だと思う。

 こんなのです。
https://plaza.rakuten.co.jp/v62000/diary/?ctgy=5
2020.01.25
「セリアで新商品発見 」

 数日前から、これの改造・工作を狙ってました。何が好きって、スイッチです。
でかいのです。ちょっとタッチが重すぎだけど。
 直径9センチぐらいの円盤型で、厚さは(関係ないけど)1センチかな。
スイッチ部分が直径6センチある。これぐらいあると押しやすい。
 (でうでもいいことだけど、僕がスマホが嫌いなのは、あの小さなスペースを
うまく押せないからなんですね、納得。iPadさえ、ストレスなく押せない、、、。)
 昼白色と電球色の2種類だと思う。筐体は白のプラのみだった、たぶん。

 スイッチは3段階、強、弱、オフ。単4を3本つかう昇圧なし型(たぶん)。
COBは、16個のLEDで、これが4センチの円です。

 で、何をしたのかというと、100円の桐箱(100 x 190 x 35、セリア製品)
に、例のニッスイ4000mAh(謎のニッスイです)を6本を、いろいろ工作して入れた!
2P3S(2個の並列を3つ直列)。組電池は半田付けです! いちおう充電時
のことも考えてはある。

 この製品の元々のスペックでは(単4・3本時)、
 強  5時間
 弱 11時間
 ということなのですが、これを4倍くらいにはしてやろうという目論見。強で
20時間、弱だと44時間(机上の計算ですが)
 とうぜん、元々の電池のもつ時間がこの短さなので、かなり明るいです。

 充電池も、根性で、いちおう同じような容量の奴らを見繕いました
(full charge -> discharge & measurement -> full charge = 4 x 3 hours)。

 そうですねぇ、やってみてくれれば、苦労の場所はわかると思う(やらないですね)。
 半田付けとケースの穴あけとケーブルの延長。
 総計6時間くらいはかかったのじゃないでしょうか。先ほど最後の組み上げと
グルーガンでの張り付けを終了し、めでたく点灯しました!

 ま、いちおう200円ちょっとで出来ましたが、時間は膨大にかかりました。
主に部材+形状+仕組みの決定のために、頭だけ動かしていた時間ですが。
 決まってしまえば、量産体制です。2個できて配置ずみです!
 あかるい!

      - No.9737 -    このTreeへ    コメント元:9728 へ    [リストへもどる ] soft


(9689) 9744スイッチライト@セリア  投稿者:文太   2020/04/20(月) 14:17
    9689 番 文太 さんへのコメント

 感動してしまったから、書いておきますね。
 セリアに「大型スイッチが光る! スイッチライト」という製品があります。
 なぜか、「フックが360度回転」と宣伝してる。これに「さすが!」と
感動する知的準備がぼくにはありません。

 スペックは、単4x3、3SMD、8時間。
 僕的には、十分あかるく、そして、大きいスイッチ自体が光るので、丸です。

 開けてみました。
 なんとICもダイオードもトランジスタもない、純粋なる抵抗だけの回路。
 こんな貧弱な抵抗は、初めて見た。
 でも、これでもいいんだよね、とも思いました。
 製造元の「グリーン・オーナメント」さん、儲けてください!

 ほんとケチに徹して作られてます。感動的に。

https://riso.space/go-switch-light/
 で、どんなものか見れます。レビューも辛らつです。僕も、スイッチの構造を
みたとき、もつの、これ? と思った。
 ダイソーやキャンドゥでも類似ものがあるみたいなので、そちらがお勧めかも
しれません。

 ま、買ってしまったし、使ってみなくてはどれくらい耐久性があるのかも
分かりませんから、バッテリーボックスを装着し改造して、使用してみます。
ちょっと違うかもしれないけど、「ル・マン化」って呼ぶのだっけ?

 ちなみに、このあいだふと調べたのですが、LEDって、寿命10万時間とかで
ざっと計算したところ、1日24時間つけっぱなしで10年くらいもつものらしい
です。普通につかったら、他の部品が先に壊れますね。

      - No.9744 -    このTreeへ    コメント元:9689 へ    [リストへもどる ] soft