(34) フルカラー・イルミネーションLEDを使ってみる。

投稿者: | 2019年11月18日

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1. やりたいこと

今年も残すところあと1か月と少し…
ネット上ではちらほらとイルミネーションイベントの案内を見るようになってきました。

我が家では毎年、以下のイルミネーションイベントに行っています。
さがみ湖プレジャーフォレスト
よみうりランド
山中湖花の都公園
伊豆ぐらんぱる公園

この中でも特にお気に入りなのが さがみ湖プレジャーフォレスト です。
開催期間中に3回訪れ、いつも楽しませていただいています。

そこでお土産に買ったのがこちらのイルミネーションライト!
我が子お気に入りのおもちゃです。

ところが…
このライトには、子供のおもちゃとして楽しむには大きな欠点があります。

それは…
遊園地内で送信されている電波を受信してライトの色が変わる無線機能を備えているためか すぐに電池がなくなる。
制御信号が届かない自宅で使用していても 1時間ほどの使用で電池が無くなる。

そこで…
子どもがお気に入りのこのおもちゃをマネして、
長時間点灯させられるイルミネーションライトを作りたい!

と思いました。

2. やってみる

大目標は、子どもが持ち歩いて楽しめるおもちゃの形に仕上げることです。
3Dプリンターで、上記のハンドライトに似た形の物を作りたいと考えています。

でも…
いきなり完成形にするのは時間を要するため、まずはパーツの選定から始めることにします。

1) フルカラーLEDを購入

フルカラーLEDは、秋月電子さんで 1個 40円前後で購入できます。
機能で大別すると二種類あります。

タイプ1 : RGB別に制御可能なフルカラーLED (4端子)

R,G,Bそれぞれの端子にかける電圧を制御することにより、外部から任意の色を指定できるLEDです。
アノードコモン(+側の端子をR,G,Bで共有)とカソードコモン(-側の端子をR,G,Bで共有)の二種類があります。

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-12167/

具体的な使い方は、過去記事 (6) フルカラーLEDを点灯させる に記しています。

タイプ2 : 勝手に色が変化するフルカラーLED (2端子)

こちらは フルカラーイルミネーションLED と呼ばれるものです。

すなわち…
マイコンを内蔵 しており、30秒から 60秒周期で LEDの点灯色が変化します。
外部からの電圧制御がなくても、勝手に色が変わってくれる という便利な物です。

当然、任意の色を任意の時間点灯させる、という使い方はできない のです。

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-11396/

最終的には、
ボタンを押下すると色が変わる
という動作をさせたいのですが、

まず初めに、第一作ではこちらの LEDを使用して
じわじわと勝手に色が変わる
というおもちゃを作ってあげたいと考えています。

よって…
今回はこちらのLEDを購入することにしました。

2) フルカラーイルミネーションLEDを使う。

入手したフルカラーイルミネーションLEDを、ブレッドボード上に挿して使ってみます。

(1) 実装時に抵抗は要らない。

過去記事 (1) LEDを点灯させる で書いたように、通常 LEDを点灯させる回路では、LEDの仕様(標準電流と VF)に合わせて、意図した電流値になるように抵抗器を繋いで調整する必要があります。

今回使うフルカラーイルミネーションLEDでは、仕様として入力する電圧の最小値(3.8V)と最大値(5.0V)が指定されており、この範囲で電圧をかけるのであれば、抵抗器を繋ぐ必要がないので実装が楽です。

http://akizukidenshi.com/download/ds/optosupply/OST1MA58K1B.pdf

フルカラーイルミネーションLEDをブレッドボード上で点灯させたい場合の実装は、こんなに簡単です。

3) 電流値を見てみる。

フルカラーLEDは、内包している R,G,Bの各 LEDの輝度を調整することにより、任意の色を作り出しています。

すなわち…
R(=赤色)のLEDに流す電流量(=与える電圧)
G(=緑色)のLEDに流す電流量(=与える電圧)
B(=青色)のLEDに流す電流量(=与える電圧)
をそれぞれ変えることにより、色を変化させているのです。

よって…
赤色単色(=Rの LEDだけ)点灯時に比べて、白色(R,G,Bすべての LED)点灯時は、約 3倍の電流が必要になります。

つまり…
点灯させる色により必要な電流量が変わる
のです。

4.5[V]の電圧をかけたときの、点灯色による電流値の違いを見てみます。

赤色(R) 0.03A

緑色(G) 0.03A

紫色(R+B) 0.06A

白色(R+G+B) 0.09A

3. 応用:イルミネーションを自作したい!

屋内・屋外にイルミネーション LEDを飾る場合、複数個の LEDを数珠繋ぎ にすることが多いです。

今回使用しているフルカラーイルミネーションLEDを複数個使用すれば、勝手に色が変わるイルミネーションを簡単に作れます。電球 1個の値段は 40円と安いので、工夫すれば既製品のイルミを買うよりも安価に作ることができるかもしれません。

1) 複数個の LEDを数珠つなぎにしたい。

これを実現するには、複数個の LEDを並列に繋げばよいです。
※直列に繋いだら 4.5[V] × LED個数の電圧が必要になってしまうので非現実的…

赤色1個

赤色2個 (2並列 → 電流量が2倍)

赤色3個 (3並列 → 電流量が3倍)

2) ワイヤーの許容電流に注意!

ここで注意しなければならないのは電流値 です。

使用するワイヤー(=電線)には 許容電流 があります。
すなわち、これを超えて電流を流してはいけない! という制限値があります。

例えば…
上記の LEDを3並列にした回路に 5[V]の電圧をかけると、最大輝度(=白色)での点灯時に約 0.3[A]の電流が流れます。

許容電流が 5[A]のワイヤーを使うならば、
5[A] ÷ 0.3[A] x 3[個] = 50[個]
を下回る数しか LEDを繋いではいけないのです。

これを守らないと 燃える危険性があるので注意 です。


カテゴリー: LED

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