先の記事ではとりあえずLEDを光らせてみましたが、電気回路には最大の電流値が決まっており、これを超えると回路が壊れたり、LEDなら焼けて、同じく壊れたり増します。
Arduinoの場合は出力Pinあたり20mAだそうです。
13 pinは5Vの電圧が出ています。
また、LEDはVRといって、最大に印加していい電圧があります。
LEDのVRはデータシートを確認します。
赤色ならだいたい5V 、黄色や緑色では3V ぐらいです。
データシートとは取説のようなもので、製品に同梱されているか、なければネットで調べます。
一方、Vfという発光電圧があります。LEDはダイオードの一種なので、これ以下では電流が流れず、つまり発光しないということになります。
Vf=2Vだそうです。
今回は製品と一緒に部品表がはいっており、これに書かれていました。
ようするに、今回の場合は
Arduinoから5Vを出力する
一方、LEDには2Vを印加したい
また、Arduinoは20mA以下で使う
というようになります。
つまり、抵抗を使って電圧を調整する必要があります。
ではLEDの抵抗はいくつでしょう?
と考えても答えはえられません。
LEDの端子をテスターで測ろうとしても、抵抗は無限大になっています。
これはLEDに流れる電流は非線形といって、オームの法則に従わないからです。
簡単にいうと、LEDは大きな電圧が掛かったとき、より抵抗が小さくなるからです。
テスターというのは、極小さな電圧を印加して抵抗を測っています。
ですから、実際に使用するときと比べて、大きな抵抗が観測されているのです。
LEDの抵抗については、話がむずかしくなるので、
とりあえず、どれくらいの抵抗をはさめばいいかだけを調べます。
「LED 計算 」などでぐぐると必要な抵抗を計算するページが出てきますのでこれを使います。
今回の場合は
5Vを入力し、2Vで使い、20mA以下になるようにする。
150Ωと計算されます。
手元にある抵抗は、200、3k、100kなので200を使いました。
抵抗が大きければ電流は小さくなるので、150Ω以上ならよいのです。
ただし、抵抗が大きければ電流は小さくなるのでLEDは暗くなります。
これで、明るさを調整することもできます。
このように、LED(その他のICなどのパーツ)やArduino自体も過電流には注意が必要なのです。
だから、電気製品の基盤の上にはたくさんの抵抗がついているんですね。
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