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市販のLEDを使おう(回路理論編)
ミニ四駆のドレスアップといえば塗装やステッカーなどが定番ですが、
LED(発光ダイオード)による電飾も人気です。

ただ、現在手に入るミニ四駆パーツとしてのLEDは赤色のみ
更にバンパーレスユニットを買わなければいけないため値段も高く、あまり大量に使うのには向いてなさそうです。

CIMG1295.jpg

そこで出てくるのが電子部品屋さんとかで売ってる普通のLED。
10個入り120円というミニ四駆価格から見ると驚異的な安さで売ってるので、これを使わない手は無いかなと。

注:公式レギュレーションではタミヤ製パーツしか使用できない決まりですが、
純粋にドレスアップ目的(速さに無関係)の場合は大体大目に見てもらえるみたいです。
それでも弾かれる可能性がなくはないので、車検で何か言われたらすぐ外せる用意はしておきましょう。


1.電飾用の電気をどこから貰ってくるか決める

モーターを回してる単三電池から電気を貰ってくるか、別にLED用の電池を用意するか。
前者(タミヤのGUPもこっち)の場合はマシンのスイッチをONしないとLEDが光らないため、撮影には不向きです。
更にボディ側にLEDを付ける場合はシャーシ側と線で繋がる事になるため、整備性が悪くなるのも難点。
後者の場合は電池が増えるので重量増に繋がることと、
マシンのスイッチとは別にLEDのON/OFFを制御しないといけないので一長一短です。
今回は前者の場合で解説していきます。


2.配線と抵抗値を考える

ミニ四駆を走らせる場合、電池にはすでにモーターが繋がっています。ここにLEDをどう繋ぐかを考えましょう。
注意しなければいけないのは、 LEDはモーターと並列に繋ぐこと、LEDには抵抗を直列に繋ぐこと です。

LEDの回路図


LEDを繋げる場合のミニ四駆の回路図を描いてみました。
抵抗については後で説明しますが、とりあえずLEDとひとまとまりで考えてください。
右半分を見ると、モーターとLED&抵抗が分岐しているのが分かります。
つまり、LEDはモーター側のターミナルの+と-の間に接続します
複数個繋げる場合は分岐を増やしていきましょう。

普通のLEDは大きな電流を流すと死にますが、
一方でモーターは大電流を必要とします。
このため、モーターとLEDで電気の流れを分ける必要があるのです。

CIMG1293.jpg

モーターケース側のターミナルのそれぞれにLED側の+と-を繋ぐことで並列に接続することができます。
写真はタミヤの昔のLEDセット付属の金具を使用していますが、別にターミナルに直接半田付けしても使えます。
レギュ的に半田付けOKかは知らない。


もう一点のLEDには抵抗を直列に繋ぐについて。
先ほど 「LEDに大きな電流を流すと死ぬ」 と言いましたが、
実は電池にLEDを繋いだだけでは大きな電流が流れてしまいます。
そこでLEDに抵抗と呼ばれる部品を追加して、電気の流れをわざと妨げます

CIMG1297.jpg

これが抵抗。
色がついた線がいくつか引かれていますが、これは抵抗のスペックを示す「カラーコード」です。
見方は「抵抗 カラーコード」でググればいくらでも出てきます。

CIMG1294.jpg

タミヤのLEDもよーく見ると抵抗が入っています。
似たような感じでまねして取り付けるのがスマートかもしれない。


そして、抵抗を入れる場合に大事なのは「抵抗値をどうするか」です。
抵抗値とは電流を阻害する強さのこと。
電流を流しすぎる(抵抗値が小さすぎる)とLEDが壊れるけど、逆に全く流れなければLEDは光りません。
普通のLEDは目安として10mA~20mA(0.01~0.02A)程度流れれば光ります。
流せば流すほど輝度は上がりますが、壊れない範囲にとどめましょう。

電流値から抵抗値を決めるためには、中学校で習ったオームの法則を使います。
電流×抵抗=電圧」でおなじみのアレです。
抵抗に加わる電圧と流したい電流が分かれば、「電圧÷電流=抵抗」より抵抗の値が求まります。

ただ、抵抗には電池の電圧がそのまま加わらず、実はLEDに電圧を落とす効果があるため、
「抵抗値=(電池の電圧 - LEDの順方向電圧) ÷ 電流値」 が正しい計算式です。

順方向電圧はLEDの種類(主に色)によって変わってくるので、お店で表示されているVFの値を参照しましょう。

さて、図の緑色LEDの場合は順方向電圧(VF)が2.0Vなので、10mA流したい場合の抵抗値は
「(3V-2V)/0.02A = 100Ω」 となります。
ということで、今回はLEDとは別に100Ωの抵抗を取り付ける必要があります。

CIMG1298.jpg

てことでくっつけたのがこれ。半田が汚いのは気にしてはいけない。
LEDは足の長いほうが+、短い方が-ですので、電池のそれぞれに繋げてあげましょう。
抵抗は+-どっち側でも、電池とLEDの間に入っていればOKです。
+側と-側が動いて触れないようにグルーガンなり熱収縮チューブなりで固定してあげると良いと思います。


CIMG1299.jpg

繋げると綺麗に光ります。
同じLEDで輝度を上げたい時は値の小さな抵抗を使いましょう。


以上、汎用LEDの使い方でした。
書いてる人は電気回路としてのLEDの使い方は知っていても模型の電飾に関してはまだ素人なので
その辺の経験が積めたらまた記事にしたいと思います。

 
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