高輝度LEDを使えば、1～3mA程度の低電流でたくさんのLEDを並列につなげば、比較的簡単にクリスマス用の装飾ができるのですが、ここでは、従来の普通タイプの砲弾型LEDを使って、最大50個を同時点灯させた場合の様子を見ています。
種類の違うLEDを多数個を同時点灯させるのは問題があります
個別に制限抵抗を付けないと、個々の仕様の違いで、うまく点灯しない場合がでてきます。
また、ここでは、実験での短時間の点灯ですが、実際に長時間点灯させる場合は、電流や熱に対する対応や対策が必要になってきます。
また、ここでは、電流制限抵抗について考えるために、抵抗器を1つにしています。
実際の回路では、このようなやり方では問題がでるので、実用的なものを作る場合には、十分な検討と注意が必要無点に留意ください。
LEDを並列に増やすと個数に応じて総電流量が増える
並列つなぎで、LEDを2つにすると、それぞれのLEDに流れる電流は1/2になって暗くなりますから、LEDを増やして点灯する場合は、電源の電圧を上げるか、電流制限用の抵抗値を小さくして総電流量を増やすことで、たくさんのLEDを並列につないでも明るく点灯できるはずですね。
例えば、5Vの電源で200Ωの抵抗で1つの順電圧2VのLEDを15mAの電流で点灯させて点灯している回路では、抵抗を10Ωの抵抗器に変えると、I=V/R＝（5-2）/10＝300mA が全体に流れるようになります。
つまり、LED1つの電流を15mAとすると、 300/15＝20こ のLEDを明るく点灯できることが計算で予想できます。
さらに R=5Ωでは40個のLED電流が、そしてさらに、1Ωの抵抗器に変えれば、200このLEDを並列にして明るく光らせる … という計算で、多数個のLEDが点灯できるということが予想できます。
もちろん、この場合は、総電流値0.015ｘ200＝3A と大電流になるので、ここで使用している電源は 1A の許容値ですし、さらに、LEDの特性の微妙な違いもあっても点灯できることを考えて、ここでは、10Ωの抵抗器をつかって 50こ のLEDの点灯させてみようと考えました。
計算上では 300mA の電流を流して 50このLEDを点灯させるので、各LEDの電流量は 300/50＝6mA となります。
ここではあえて、普通タイプのLEDを使っているので、若干暗いことも予想されますが、ともかくこれをやって行きましょう。
（これは実験です。高輝度タイプであれば十分な明るさになりますし、低電流でOKですので、やり方や考え方だけを見ていってくださいね）
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【重要事項】 ブレッドボードを使ってLEDの個数を、少ない状態から順に数を増やしていくのは危険です。
こうすると、LEDの個数が少ない時点で電流が流れすぎて、LEDが焼き切れます。
だから、少し勇気がいりますが、一気に50こを点灯させる必要があります。
また、300mAの電流が10Ωの抵抗器に流れるので、電力＝VI＝I2R＝0.3×0.3×10＝0.9Wなので、2～3W程度以上の大きな抵抗器が必要になります。
10Ωの抵抗で50このLEDを点灯させた様子です
ここでは、セメント抵抗（5W）を使って、下のように、これで50個のLEDが点灯できました。
砲弾型LEDは、前面にレンズがあるので、写真では明るさに差があるように写っていますが、同じ程度の明るさで点灯しています。
このように、同じ仕様のLEDを並列につないで点灯させる場合はうまくいきますが、仕様の違うLEDを同時に並列つなぎで点灯させる場合は、うまくいきませんので注意ください。
ここで、電流を実測すると 262mA が流れています
だから、5Wの大きな抵抗器でも、すぐに熱を持って熱くなってきます。
抵抗器の容量的には特に問題がなさそうですが、電流計を見ていると、どんどん、総電流値が増えていきます。
この原因は、抵抗値の温度変化による抵抗値の変動や、それに伴う電流量の変化や時間経過に伴うLEDの電流変化などが重なっているような感じです。
時間の経過で安定するとしても、こうなると、正確な最終的な電流量はわかりませんし、抵抗器の温度上昇も気になります。
このように、周囲温度の影響や発熱による影響は変化していくので、注意しながら実験しないと危険です。
実験をしてみようというときには、十分に注意して実験してください。
確かめるとLEDには6mAの電流が流れています
50こを同時点灯させて、1つのLEDに流れている電流を測定すると 6mA でした。
この状態から、LEDを30こに減らすと10ｍAになり、20個では、13ｍAになりました。
そうすると、このように、電流量に相応してLEDの輝度は明るくなっています。
下の写真ではLEDのレンズの向きとカメラの角度の影響で明暗が出ていますが、それぞれは、ほぼ同じ程度に光っています。
趣味の電子工作では面白い実験です
このような多数個点灯は、LEDの電子工作実験では、面白い部類の1つです。
ぜひ、電流値と熱に気を付けながら、LEDの多灯同時点灯に挑戦してみてください。
きっと電子工作の楽しさが感じられると思います。
もう一つの他数個LEDの点灯の例を紹介します。
3Vタイプの高輝度面発光LEDを乾電池で50個のLEDを点灯
最近は、高輝度のLEDも安く手に入ります。 下のように、面発光する小さなLEDも安価で販売されています。
この 1x2mm の小さな面発光の高輝度LEDは、1～3mA程度の少ない電流でも結構明るく輝きます。
むしろ、10mAの電流を流すと明るすぎる感じですし、総電流が大きくなるので、ここでは実用的な明るさの、1ｍA程度の小さい電流で使うのがいい感じの光り方になります。
→こちらのAmazonのページで、いろいろなLEDが販売されています
そこで、例えば、乾電池3個を直列にして、制限抵抗でLED1つに 3mA が流れるようにすれば、50個x3mA＝150mA で結構派手なイルミネーションになります。
もしも、1mAであれば総電流は50mA になるので、単3や単4乾電池を使って簡単にイルミネーションができ上がります。 （ダイソーさんでも、このようなイルミネーションLEDを販売されていました）
そこで例えば、使用するLEDが順電圧2.8Vでしたから、乾電池の新品の電圧が1.6V程度であるので、 R=E/I から （4.8－2.8）/0.003≒666 なので、近似で1kΩの抵抗を使うと A=E/R から （4.8-2.8）/1000≒0.002A となって、LED1つあたりで 2mA の電流量で点灯できると予想できます。
高輝度LEDは1mAの電流が流れるだけで、そこそこ明るく点灯しますから、このような点灯をさせるといろいろな楽しみ方は広がるでしょう。
2mAで50個のLEDを点灯させたときの抵抗器の電力は、2ｘ0.002×50＝0.2W なので、この場合でも、1/2Wの少し大きな抵抗器を使うのが安全ですね。
Amazonや楽天には、LEDを使った電子工作製品などがたくさん販売されています。
LEDも安価に購入できるようになりました
太陽電池とニッケル水素電池を使って100球程度のLEDがついたクリスマスイルミネーションが2,000円以下の価格で販売されています。
太陽電池なども電子工作に使うと面白そうです。
このHPでは砲弾型のLEDを使っている記事が多いのですが、近年は「面発光タイプで高輝度タイプ」のLEDがテープ状で販売されています。
これを使えば、1～3mA程度の電流でも結構明るく、イルミネーションにはもってこいで、熱の影響が少なく環境にも優しいLEDです。
しかし、部品を買って工作するよりも、製品を購入するほうが安いという状況ですから、何とも言えない歯がゆさがあります。
Amazonや楽天には、LEDを使った電子工作製品などがたくさん販売されていますから、自分なりのアイデアをねって遊んでみましょう。
