LEDの種類や形状は様々です。 また、新しい技術や製品も増えています。 また、高輝度のものが主流になって、価格も安価になってきています。
ただ、色々な実験には、砲弾型の普通タイプのLEDが使いやすいので、それを使って、実際に回路を組んで、基本的なLEDの使い方考え方をみていきましょう。
LEDの内容は数ページあるので、サイドの目次（→こちら）から、読みたいところをピックアップして読んでいただくといいでしょう。
LEDは日々進化しています
LEDには、様々な種類や形状があり、新しい製品がどんどん誕生しています。
単品の部品として使うものだけでなく、製品に組み込んだり、基盤に実装する「チップLED」や「SMD」や、面発光タイプのLEDなどの新しいものが、次々に登場しており、価格も安くなっていますが、発光のさせ方などの使い方は、基本的なことを押さえておくと問題はありません。
LEDは、大きく分けて、2Vタイプと3Vタイプがあり、明るく発光する3Vタイプのほうがよく使われます。
この記事では、LEDの基本的な性質などを見るための実験をしていくときに、明るすぎない「砲弾型」の2Vで発光するLEDを使っています。
注意する点は、砲弾型でも、サイズ、形状、仕様はいろいろあり、さらに、フォトトランジスタのような、形が似ていても、LEDではなく、全く用途の違う電子部品もあるので、しっかりと分類して保管する癖をつけておきましょう。
LEDには、製品本体に、品番などが明示されていないものが多いので、保管時に混ぜてしまわないように注意しましょう。
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砲弾型の2V普通タイプのLEDとは
砲弾型のLEDのうち、約2Vの電圧を加えると発光させる「5mm普通タイプ」は、カバーの色が違や、サイズの違うものがあります。
この写真では、右端の「3mm白色」だけが高輝度の3Vタイプ（砲弾タイプでは、白色LEDと呼ばれることもあります）のLEDです。
3Vの高輝度タイプも安価で入手しやすいのですが、実験や工作をしていると、明るすぎるので、ここでは、2Vの普通タイプを多用します。
もちろん、メーカー（または購入先）によって、輝度（明るさ）、色、形状・・・などが微妙に違いますし、LEDの多くは、メーカー名もはっきりしないし、データシートも入手できないのですが、おおむね、同タイプのLEDであれば、よく似た性能ですので、特にメーカーや品質にこだわる必要もありません。
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まず、LEDを多めに購入して準備しましょう
LEDの電子工作をしようとすると、10個程度では物足りないので、あらかじめ、数十個のLEDを購入しておくことをオススメします。
砲弾型のLEDの数色を数十個ずつ購入して揃えて持っていると、何かを思いついたときに、すぐに何かにトライできますし、いろいろなことで使い道があります。
ブレッドボードを用いて回路を組む場合は、砲弾型が安価で使いやすく、また、2Vタイプでも3Vタイプでも、5mmタイプでも、3mmタイプでもいいのですが、いろいろ実験しようとすると、3Vタイプは「明るすぎる」ので、まず最初は、2V普通タイプを各種の色で100～200個購入しておくといいと思います。
Amazonや楽天などに、安価なLEDの各色セット品などがいろいろ販売されています。 もちろん、私の購入経験でも、300個以上購入していますが、組つけ部品で1個点灯しないものがあった程度で、ほとんど、不良品はありません。
そして同時に、これから電子工作を始める方は、ぜひ、こちらの記事に書いている、電子工作を5000円で始めるスタータ用の部品類を揃えておくことと、すぐに取りかかれます。参考にしてください。
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LEDの使い方
LEDは極性があり、さらに、規定の電圧を与えないと発光しません。
発光する輝度（明るさ）は、LEDに流れる電流量が多いほど明るいのですが、明るいほど寿命が短くなります。
一般的には、下の図で20mAを超えない範囲で使用します。（データシートがあれば、その「通常最大電流値」を基準にしますが、2Vタイプでも3Vタイプでも、これ以上の電流を流さないのが無難です）
発光させる方法は、安価なLED懐中電灯のように、直接にLEDに見合った電圧をかけて使用する事もできますが、通常は、5Vや12Vというような、高い電圧の回路の中でLEDを使う場合が多いので、下の図のように、抵抗器などを使って、電圧と電流を調整して使用します。 この点灯方法は別に（→こちら）で取り上げます。
電圧によってLEDの電流量が変化する
上の図のように、抵抗器などで電流と電圧を調整するのは、少しの電圧変化で、電流量が大きく変化して、明るさが変わる・・・という理由です。
この図のように、大まかには、LEDには、2Vタイプと3Vタイプのものがあり、データシートなどに示される十分な電圧がないと発光しません。また、適当な明るさになる電流量（図のオレンジ色の範囲）があり、通常は10～15mA程度以下の電流で使用します。
電流が多く流れると明るくなりますが、寿命が短くなるので、一般的には、15mA以下で使う・・・と考えておくといいでしょう。
LEDに流れる電流を制限しないで、LEDに直接に、少し高い電圧を加えてしまうと、電流が流れすぎて、破損したり、早期に点灯しなくなる危険性があります。
これを、しばしば 「LEDが切れる」 といういい方をしています。当然、切れてしまったLEDは使用できません。
切れてしまっているかどうかを確かめる場合は、テスターを使うと簡単に確認できます。
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LEDのチェックは、テスターのLED用のレンジを使います
これらのテスターの例にみるように、「ダイオード」のマークのあるレンジに切り替えて使うタイプと、ピン穴にLEDの足を差し込むタイプがあります。
このレンジでは、2V用も3V用も共用で使えるようになっています。
LEDの新品は、アノード（＋側）が長いのでわかるのですが、プラスマイナスが分からなくても、入れ替えてみて、どちらかで点灯すればOKです。
テスターは、2V用も3V用も試験できるように作られている
テスターを使うと、2V用と3V用のLEDが同じ測定方法で使えることを不思議に思うかもしれませんが、テスターのLED用レンジは、下のように、電圧を3VのLED用に合わしてあって、しかし、電流はたくさん流れないように工夫されているので、どのようなLEDもチェックできるようになっています。
実際に、上の3つのテスターのLEDレンジでの電流・電圧を測定してみました。
この数字をみると、テスター1と2の測定時に流れる電流は1mA以下と、非常に小さい電流ですが、このような少ない電流でも、2Vタイプも3VタイプのLEDも、このLEDレンジにつなぐと、点灯して、LEDの良否が判別できます。
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正確な電圧であれば、LEDは点灯するのですが・・・
100円ショップには、乾電池やボタン電池を使った安価な懐中電灯・LEDライトなどが販売されています。
高輝度の3VタイプのLEDは、乾電池2本や、3Vのリチウム電池を使うと、3.2～3.3Vの電圧になっているので、3VタイプのLEDとは相性が良く、うまく光ってくれます。
このような使い方も便利ですが、ただ、3VタイプのLEDに電池を直結してLEDに流れる電流を測定したところが、電池の容量でLEDに流れる電流が異なっていて、それに伴って、明るさも異なっています。
電池の大きさが電池の容量なので、大きな電池を使うほうが、たくさんの電流が流れて明るく輝いています。
この「3.2V」の電圧は、高輝度LEDには適した電圧で、電圧が安定しておれば、流れる電流はLEDで決まるので、電流が流れすぎることはないので、このように、電池類を直結してLEDを点灯させる電子工作を考えるのも面白いでしょう。
もちろん、電圧をコントロールすれば、LEDに応じた電流量が流れるので、明るさを変えることができるのですが、普通は、このような電圧を変える使い方はしません。
通常は、LEDの点灯に専用の電源を使うことはしないで、5Vや12Vなどの回路用の電圧を共用して使うために、LEDは、抵抗器で電圧を下げながら電流を調整して点灯させるのが一般的です。
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