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解決済みの質問

初歩の質問ですいません。(LED)

初歩の質問ですいません。
◎VF 3.4-3.6(V) ◎IV 35000-40000(mcd) ◎IF 20mAのLEDを30個(10個×3列)を基盤に並べて、発光させたいと思いますが、その際100Vから電源を引いて使用したいと思います(DCアダプターを使用するつもりです)。スイッチは使いません。
どのような配線(直列・並列など)をすればよろしいのか、またDCアダプターはどのような規格の物(VやA数)を使用すればよいか等、いろんなホームページを見ても解決しませんでした。
ご指導のほど、どうぞよろしくお願いします。

投稿日時 - 2006-10-19 10:12:49

QNo.2482512

すぐに回答ほしいです

質問者が選んだベストアンサー

ご希望は、
 (1) 3個直列を10列(並列)
 (2) 10個直列を3列(並列
のどちらなのでしょうか?

わたしは、(2)ではないかと読んだのですが、ANo.1さんは(1)と解釈しておられるようですね。

(1)であれば、ANo.1さんのご回答は全く正しいです。
  抵抗値の計算
    抵抗値(オーム)=(アダプタ電圧-LED電圧)/LED電流=(12-3.6x3)V/0.02A=60(オーム)
  抵抗器のW計算
    W=抵抗値x電流^2=60x0.02^2)=0.024W < 1/4W OK
  アダプタの電流容量 
    1列当たりの電流値x並列数=20mAx10列=200mA

注意しなければならないのは、市販のACアダプタには、スイッチングレギュレータ型のものと、そうでないもの(非安定型)があることです。
非安定型は公称12Vでも、負荷が軽くなると(例えば2A容量のものを200mAで使ったりすると)、かなり高い電圧・・・13V以上が出ます。
そうすると、
  LEDに流れる電流(A)=(13-3.6x3)/60=0.037A=37mA
も流れて、LEDの寿命が著しく短くなります。
たった1Vの違いでも、このように大きく変わることにご注意ください。
つまり、「非安定型のACアダプタを使う場合、電圧余裕(マージン)が1.2Vでは小さ過ぎる」ということです。

(2)であれば、ACアダプタの出力電圧は、およそ40V程度のものが必要になります。
この程度の電圧になると特殊で、ちょっと入手困難でしょう。
(感電の危険もあります)
思い切って、AC100Vを直接整流して、約140Vの直流電圧を得て、一気に30個以上のLEDを直列点灯する方法もありますが、これは感電の危険が極めて高く、一般の使用はお奨めできません。

秋月電子通商のサイトからACアダプタを探してきました。
M28という、24V 1A定格出力のスイッチングレギュレータです。
http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=ac%A5%A2%A5%C0%A5%D7%A5%BF&s=score&p=1&r=1&page=25#M-00028

安定化型ですから、電圧マージンは2Vくらいにとれば十分でしょう。
約6個のLEDが直列点灯できます。
24Vは労安法で規定しているギリギリの電圧ですから、安全上も問題ないと言えるでしょう。(濡れた手で触ってかすかにビリビリ来るくらい)

秋月には他にもACアダプタが数多くあるので、URLを付けておきます。
http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=ac%A5%A2%A5%C0%A5%D7%A5%BF&s=score&p=&r=1&page=25

多数直列は、ムダな電力が少なくて済む、という利点があります。
並列多数は、電圧マージンをとる抵抗器がムダな電力を多く消費します。
反面LEDの欠損に対して、全体の照度低下が小さい、という利点があります。

ANo.2にご記載の点滅方法については、簡単にはお答えできません。
別質問を立ててください。
蛇足ですが、ヤフーオークションには、LEDを使ったイルミネーションがいっぱい出品されています。
「イルミネーション」で検索してみてください。
http://page10.auctions.yahoo.co.jp/jp/auction/m37237873

他にも関連質問がありましたらどうぞ・・・

参考URL:http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=ac%A5%A2%A5%C0%A5%D7%A5%BF&s=score&p=&r=1&page=25

投稿日時 - 2006-10-19 15:12:43

お礼

どうもありがとうございます。とても勉強になりました。
自分としては、(1)でも(2)でも良いのですが、お答えいただいた内容から(1)が妥当ですね。
ただ、すいません・・・ちょっと分からないところがあるので、よろしければお願いします。
(1)、「非安定型のACアダプタを使う場合、電圧余裕(マージン)が1.2Vでは小さ過ぎる」
(2)、負荷が軽くなると(例えば2A容量のものを200mAで使ったりすると)、かなり高い電圧・・・
上記2つ、すいません勉強不足で、分からずじまいです。
よろしくお願いします。

投稿日時 - 2006-10-19 15:33:12

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回答(9)

ANo.9

配線の露出部分がないようにちゃんと密封施工できればいいですが、模型となるとそう言ってられないかもしれません。うっかりお茶やコーヒーをこぼすなんてこともあり得るでしょうし。
1:1のトランスを入れるとか対策をしたほうがいいです。というか、そこまでして定電流ダイオードを節約しないといけないほどの高い部品ではないですが。。。

アダプタを使っても10個直列で点灯するためには30数Vをかけるので、ぬれた手で触るとぴりぴりくるかも。ACアダプタを使うなら、入手しやすい5,12,29,24Vあたりを使うのがいいでしょう。ただ、列数を増やせば増やすだけ抵抗または定電流ダイオードの必要数が増えます。
10個直列だと40v弱の電源が必要ですが市販はしていないのではないでしょうか。

24Vで6個直列とか、12Vで3個直列あたりが妥当かも。
12Vで3x10に並べると、200mAになります。普通売ってるスイッチングACアダプタは、黙ってても1Aくらいの能力はあるので特に品種選びは気にしないいいと思います。
秋月が通販してるこれだと、12V1A(安定化されています)で650円。
http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?c=swpower&s=popularity&p=1&r=1&page=#M-00031

トランスが入った重いACアダプタは、他の方が言われているように電圧が負荷によって変動します。スイッチング電源を使ったほうが抵抗値を計算しやすいとおもいます。安定電源ならきちっと計算して抵抗でOK、あまり安定してない電源なら定電流ダイオードを使うのが無難だとおおいます。

投稿日時 - 2006-10-19 22:21:21

お礼

ありがとうございます。やはり12Vまたは24Vのほうがいいのかなぁ!と思います。いろいろ勉強になりました。

投稿日時 - 2006-10-20 07:25:25

ANo.8

ANo.5です。
お礼欄への書き込みに対しご回答いたします。

(1)「非安定型のアダプタを使うと・・・
(2)負荷が軽くなると・・・
どちらも同じことですので、まとめてご回答します。

12V 1Aと称するACアダプタ(非安定型)は、負荷電流が1Aのときのみ、12Vになることが保証されています。
負荷が200mAになると(負荷が軽くなると)、電圧は上昇します。

15Vになることはないでしょうが、13~14Vくらいにはなるでしょう。
文中では、仮に13Vになったとしたら・・・20mAから37mAに増加するので、LEDの寿命も短くなる、と述べています。

なお、ANo.7のお礼欄への書き込み・・・
>感電の観点から危険性はないでしょうか?

についてですが、同URL 92ページ Fig.1の回路図からもわかるとおり、これは、LEDのプラス、マイナスどちら側に触れても感電します。
もし、整流回路を半波整流方式でやれば、どちらか片方は感電しなくなりますが、その保証はない(感電しない方にしか触れない)ので、いずれにしても、AC100Vを直接整流してLEDを点灯する、というようなことは、しない方が無難です。

投稿日時 - 2006-10-19 21:22:14

お礼

ご回答ありがとうございます。すいません・・勉強不足で。よく分かりました!!チャレンジしてみます。

投稿日時 - 2006-10-20 07:28:30

ANo.7

30個直列にするのなら、DCアダプタは不要で、AC100Vを直接整流して使えばいいでしょう。
www.jari.jp/pdf/jido/JARI348.pdf
の図4に、交差点の信号機の回路図が載っています。
とはいえ、多少コンデンサで平滑したうえで、抵抗の代わりに定電流ダイオードを入れるのがよいとおもいます。抵抗よりも精密に電流制御できます。
100Vを整流すると140Vになるので、許容損失や耐圧を考えると10mAの定電流ダイオードを4個、2x2の直列並列接続する(LED30個あたり)のがいいんじゃないでしょうか。10mAの定電流ダイオードは1本50円くらいです。

参考URL:http://www.audio-q.com/crd.htm

投稿日時 - 2006-10-19 20:04:25

お礼

ありがとうございます。最終的には、信号機の模型を作りたかったので、参考にさせていただきます。
感電の観点から危険性はないでしょうか?

投稿日時 - 2006-10-19 20:45:48

ANo.6

LEDを好きに点滅させるのにいい物はないか検索していたら見つかりました。参考URLの図1-2のようにマトリックスを組めばよいです。30個なら5x6や3x10で組めますね。電源は5Vでいいです。点滅のパターンを制限するなら図の下にあるトランジスターを無くしグラウンドに落としてしまえば簡単になります。

No.5の質問ですが、非安定型のACアダプターの出力は定電圧ではないということです。負荷が少ないと出力電圧は高く、負荷が重くなるにつれ出力電圧は下がっていきます。12Vといいながら10Vから15Vくらいまで変化するひどいものもあります。3.6V x3 > 10Vですから明るく点灯しない場合があります。

参考URL:http://www.cqpub.co.jp/toragi/TRBN/contents/2005/tr0507/0507sp7.pdf

投稿日時 - 2006-10-19 18:29:15

お礼

ありがとうございます。早速こちらも試して見ます。

投稿日時 - 2006-10-19 19:06:55

ANo.4

>適切な電圧と電流の計算方法があれば教えてください
 LED1個の電圧Vfを3.6V、電流Ifを20mAとする。
3個直列の場合の電圧eは
e=3×3.6=10.8[V]
電流iは
i=20mA
電源電圧Eとし直列抵抗をRすれば
E=e+Ri が成り立つ。
Eを12Vとすれば(E>10.8V)
変形して、直列抵抗Rは
R=(E-e)/i=(12-10.8)/0.02=60[Ω]
と求めます。

投稿日時 - 2006-10-19 14:21:29

お礼

勉強になりました。頑張って製作してみます。ありがとうございました。

投稿日時 - 2006-10-19 14:40:05

ANo.3

>もし接続が60個なら出力電流などは単純に倍にすればいいのでしょうか?よろしくお願いします。
ハイ単純に倍にすればいいです。

投稿日時 - 2006-10-19 11:53:08

お礼

どうもありがとうございます。適切な電圧と電流の計算方法があれば教えてください。度々申し訳ございません。

投稿日時 - 2006-10-19 12:17:39

ANo.2

LEDはすべて点灯したままでよいのでしょうか。それともいろいろなパターンで点滅させたいのでしょうか。

投稿日時 - 2006-10-19 11:21:52

お礼

ありがとうございます。通常は点灯したままでいいのですが、点滅させる方法があれば教えてください。お願いします。

投稿日時 - 2006-10-19 11:25:15

ANo.1

LED3個直列と抵抗60Ω(1/4W)を直列に接続した回路を1組とし、10組並列に接続します。
 ACアダプターはOUT12DCV、200mA以上あればいいと思いますが、出力電流は出来れば余裕をみて300~500mA以上あればいいでしょう。
 

投稿日時 - 2006-10-19 11:18:24

お礼

ありがとうございます。今回は30個ですが、もし接続が60個なら出力電流などは単純に倍にすればいいのでしょうか?よろしくお願いします。

投稿日時 - 2006-10-19 11:28:31

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