零電完全理解(01)LEDとデータシート

(※ニコニコ動画「零からの電子工作」シリーズは私の作ではなく、剣菱P氏という別の方です。私は動画を見て学ぶ側です。)


電子工作の基礎を改めて学ぶべく、ニコニコ動画の「零からの電子工作」シリーズを
学んでいこうと思います。
自分用の復習ノートを兼ねるため、疑問点や内容詳細を他で調べつつ補完していき、基礎の完全理解を目指したいと思います。



完全理解:零からの電子工作 第1回:LED

http://www.nicovideo.jp/watch/sm12618919


【 LEDを点ける 】

zdk1_1.jpg


1)電池が6Vということだけ分かっている。
2)10mA流すことを意志で決める。


Q:なぜ10mAにしたのか?

A:そもそも、LEDは絶対最大定格を超えると壊れる。
  LEDのデータシートを参照すると、DC Forward Currendの30mA。
  定格の半分以下で使うのが望ましいので、2)で10mAと決めた。

zdk1_2.jpg
zdk1_3.jpg


3)電流が10mAの時、LEDに加わる電圧を調べる。
  結果、2Vであることが判る。

Q:なぜ、データシートでの推奨電圧が20mAの時、2.0Vとあるのに、
  10mAで2.0Vとするのか?

A:曲線グラフを参照すると、5~20mAでの電圧は1.9~2.1Vとなり、
  ほとんど差がないため。

zdk1_4.jpg


4)電源が6vなので、LEDと抵抗を合わせた部分にかかる電圧は6Vになる。

5)LEDに2Vの電圧をかけるので、抵抗は4Vの電圧になる。


zdk1_5.jpg


6)抵抗に4V、10mAなので、V=IRより → R = 4V / 0.01A → R = 400Ω

7)抵抗値は400Ωだが、売っている単位の390Ωや470Ωで代替する。


ここでブレッドボードの説明。
左がウラ面で、右がオモテ面。
オモテ面に配線やパーツを指して使う。
ウラ面の銀色の金属部分でつながっており、つながっている穴に刺したものが通電する仕組み。

zdk1_6.jpg


8)LEDは足の長い方(アノード)をプラス極、
  足の短い方(カソード)をマイナス極に配線して使う。

zdk1_7.jpg


9)配線すると無事LED点灯。

zdk1_8.jpg


10)実験1:1mA流すには4KΩ、5mA流すには800Ωとなる。
       各LEDを並列に繋いでみると、1mAは暗いが、
       5mA、10mAは明るさがほとんど変わらないことが判る。

11)実験2:LEDを抵抗なしで6V電源に繋ぐと、
       電流が制限なく流れ、結果壊れる。






【 重要:LEDのデータシートの英語の意味まとめ 】

Absolute Maximum Rating (Ta=25℃) = 絶対最大定格(温度25度の時)
→Ta=25℃とはLED自体の発熱込みでの周辺温度。

DC Forward Current / IF / mA / 推奨動作電流(直流順方向電流) 単位mA
→順方向に流して良い電流値。これ以下の電流値で使う。

Pulse Forward Current / IFP / mA / ピーク順方向電流(パルス順方向電流) 単位mA
→パルス状にオン、オフを繰り返して使う場合に流して良い電流値。
 この値以下で使う。

Reverse Voltage / VR / V / 逆方向電圧 単位V
→逆電圧にどこまで耐えられるか。これ以上かけると壊れる。

Power Dissipation / Pd / mW 単位mW 許容損失
→部品の性能を維持できる温度を超えない最大の消費電力

Operating Temperature / Topr / ℃ / 動作温度 単位℃
→動作する温度。この温度内での動作を保障するので、この温度範囲内で使用する。

Storage Temperature / Tstg / ℃ / 保存温度 単位℃
→この温度内で保管する。

Lead Soldering Temperature / Tsl / ℃ / 半田付け温度。
→この温度以内で半田付けする。

※Pulse width Max.10ms Duty ratio max 1/10
→ピーク順方向電流を流す場合は最大でも10ミリ秒以内とし、
 繰り返す場合、流す時間は流さない時間の比が1:9(全体として10)
 を越えてはいけない。


■Electrical-Optical Characteristics (Ta=25℃) = 電気光学特性(温度25度の時)

DC Forward Voltage / VF / IF=20mA / Min./Typ./Max/Unit 順方向電圧
→順方向に電流が流れる最小値と、流して良い最大電圧値。
 20mAの時の/最小値/典型値/最大値/単位

DC Reverse Current / IR / VR=5V /μA / 逆方向電流(直流逆方向電流)単位μA
→5Vの時に逆方向に流して良い電流値。単位が小さい=逆に電流を流すとまず壊れる。

Domi. Wavelength / λR / nm / ドミナント波長
→人間の目が感じる波長。"λ"はラムダとよみ通常"波長"を意味する。

Luminous Intensity / Iv / IF=20mA /mcd 光度 単位mcd(マイクロカンデラ)
→光度。LEDの光は直進するので、一番明るい方向での明るさ。

50% Power Angle 2θ 1/2 / IF=20mA / deg 単位 度
→明るさが50%になる角度。

mA:ミリアンペア=1/1000A
μA:マイクロアンペア=1/1000000 A
nm:ナノメートル=1/1000000000 m
mcd:マイクロカンデラ=1/1000000 cd
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ジャンル : 学問・文化・芸術

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二名川(ニナガワ)

Author:二名川(ニナガワ)
ホビーロボットをレトロゲームが発展したものと捉えて楽しく遊び倒します。
子供が夢を見ている時間帯に稼働します。

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■作成中の機体
汎用ヒト型決戦遊具 ~RX計画~
RX-7.5 ゼロタンク
RRf-0.6 ゼニィ
RXM-7.9 ゼムネス
RX-7.5R 量産型ゼロタンク
RX-7.5Fp ファミタンク仮設1号
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SMS-0.1 ゼロライナー
以下続く

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