パソコンでＬＥＤを点滅させることができますか？
やっぱり最初は結果が目で確認できる光物が良いでしょう。写真のように光れば成功。
最初は素性がわかっているＬＥＤを使って設計してみましょう。
今回は東芝のＴＬＳＵ１２３（Ｆ）例に説明します。
図１
１．データシートの見方
まずＬＥＤのデータシートを見ます。その中で重要なのは ＶＦ（順電圧）とＩＦ（順電流）です。
データシートを見る時は「電気的特性」と書かれた部分を見ます。ＬＥＤの場合通常の使用では「最大定格」を気にする必要はありません。「電気的特性」に書かれているＶＦの標準値とＩＦの値がわかればＯＫです。ＴＬＳＵ１２３（Ｆ）のデータシートから
ＶＦ（順電圧） ＝ ２．０Ｖ
ＩＦ（順電流） ＝ ２０ｍＡ
これは、図１のように、ＬＥＤに２０ｍＡの電流を流したらＬＥＤの両端の電圧が２．０Ｖになったよと書いてあるのです。
回路理論では理屈だけ説明して終わりです。
「だから～ それが何なんだよ！！」 「どうやって何に使うんだよ！」
みなさんそう思いませんか？これだけじゃ設計できないんです。そうなんです、ここから先が重要なのに、誰も教えてくれないんです。そしてここから先が一番楽しい部分なんです。
２．ＬＥＤの点灯回路を設計する
さあ実際に設計に入りましょう。
さて図２が乾電池４本を使ったＬＥＤの点灯回路です。実際にＬＥＤを点灯しようとすると、電源が必要になります。最初に電源の電圧を決めないと設計できません。今回は乾電池４本を直列にして、６ＶでＬＥＤを点灯します。
ＬＥＤに２０ｍＡの電流を流すと、図１のようにＬＥＤの両端は２Ｖになりますから、電源の６ＶからＬＥＤの２Ｖを差し引いた電圧、４Ｖが抵抗の両端に加わります。
図2
先ほどから「２０ｍＡ流すと」なんて、すんなり書いていますが実際どうやって流すか書いていませんね。そう！ＬＥＤに流す電流は、ＬＥＤに接続している抵抗の値で調整するのです。
抵抗の両端に加わる電圧は４Ｖですから、２０ｍＡ流すためには、かの有名なオームの法則から
Ｒ（抵抗値）＝Ｅ（電圧）／Ｉ（電流） → ４Ｖ／０．０２Ａ ＝ ２００Ω
となり、図２の？Ωは２００Ωになります。
３．ＬＥＤ点灯のまとめ
- ＬＥＤのデータシートの「電気的特性」からＶＦとＩＦを調べる
- ＬＥＤを点灯するための電源の電圧（ＶＣＣ）を決める
- ＬＥＤに直列に接続する抵抗の電圧（Ｖｒ）を計算する Ｖｒ ＝ ＶＣＣ － ＶＦ
- 抵抗の電圧ＶｒとＩＦから抵抗の値（Ｒ）を計算する Ｒ ＝ Ｖｒ ／ ＩＦ
これで設計の完了です。
このまま作っても良いのですが、ＴＬＳＵ１２３（Ｆ）を入手できる人はなかなかいないでしょう。それどころか、素性の不明なＬＥＤを持っている人が多いのではないでしょうか。実際電子工作をしようとすると、いろんな障害が出てきます。それではこの壁を乗り越えるために、もう少しお付き合いください。
４．ＬＥＤの点灯回路を設計する
写真１
写真１は、ＩＦを変えてＬＥＤを光らせた様子です。 左から順に
２００Ω ２０ｍＡ ３００Ω １３．３ｍＡ
６２０Ω ６．５ｍＡ ２．４ＫΩ １．６ｍＡ
４．７ＫΩ ０．８５ｍＡ １０ＫΩ ０．４ｍＡ
です。
どうですか？左の３つは誰が見ても点灯しているようにみえますね。そして明るさもそんなに変わりません。実は右の３つも単体で見るとちゃんと点灯しているように見えます。
つまりＩＦが多少変わっても実際に目で見た明るさはそれほど変わらないのです。
ほとんどのＬＥＤが、５ｍＡ～２０ｍＡ流せば点灯します。抵抗値も写真の例のように、２００Ω～６２０Ωとかなりラフな設定ができます。プロはこの性質を利用して次のような手抜きをします。もちろんデータシートなんて見ません（笑）
- ＶＦを１．５Ｖ～２．０Ｖの範囲と仮定する。
- ＩＦを１０ｍＡ～２０ｍＡの範囲に設定する。
これだけでほとんどのＬＥＤがきちんと点灯します。ところで、ＶＦとＩＦの範囲はどうしたら良いのでしょう。
答えは・・・・・ 各自好きな値を使ってください。
冗談を言ってる訳ではありません。本当にそんな程度で設計できるのです。