Lesson 3
LED
LED を利用した電子回路の基礎知識と基本的な回路制作の学習
使用する機器
- (1) x Elegoo Uno R3
- (1) x 5mm red LED
- (1) x 220 ohm resistor
- (1) x 1k ohm resistor
- (1) x 10k ohm resistor
- (2) x M-M wires (Male to Male jumper wires)
- (1) x BREADBOARD MB-102
電子回路の実験や試作をするための板の事。内部には短い列の穴の間を電気的に接続するための金属ストリップがあります。2 つの異なるコンポーネントの脚部を同じ列に押し込むと、それらを電気的に結合します。中央の深いチャンネルは、そこに接続が途切れていることを示します。つまり、チャンネルの両側にある脚をチップを一緒に接続せずに差し込むことができます。 一部のブレッドボードには、ボードの長辺に沿ってメイングリッドから離れた 2 つのストリップの穴があります。これらのストリップは内部のボードを通り、共通の電圧を接続する手段を提供します。 これらは通常+5 ボルトとグランドのペアになっています。これらのストリップはレールと呼ばれ、ボード内の多くのコンポーネントやポイントに電源を接続することができます。
名前にある 5mm は LED の直径を意味し、他の一般的なサイズは 3mm と 10mm です。LED をバッテリまたは電圧源に直接接続することはできません。その理由は、
1）LED は正と負のリード線を持ち、誤った方向に置かれた場合は点灯しません。
2）LED は抵抗を使って電流を制限するか「チョーク」する必要があります。
LED を付属の抵抗器を使用しないと、あまりにも多くの電流が流れ、加熱され、光が発生する「接合部」を破壊するため、ほとんど直ちに破壊される可能性があります。
どちらが LED の正のリードであり、負のリードであるかを知るには 2 つの方法があります。
まず、陽性リードは長くなります。
第 2 に、負のリードが LED の本体に入る場合、LED のケースに対して平坦な縁がある。
長いリードの横に平坦な側面を持つ LED がある場合は、長いリードが陽性であると認識する必要があります。
抵抗器は電気を流れにくくする電子部品です。 流れる電気の量を制限したり調整したりすることで、電子回路を適正に動作させる役割をもつ大切な部品です。 電流の大きさは、電圧に比例し、抵抗に反比例します。電流・電圧・抵抗の間には次のような式が成り立ち、これを「オームの法則」といいます。
Amps = Volt / Ω
構成
Arduino UNO はこのチュートリアルにおいては 5V 電源の役割のみとなります。 図のようにボードとArduino の 5V電源を ブレッドボードの ＋、 Arduino のGND をブレッドボードの ー にケーブルをさして電源を通す。 このまま LED を組むと先述のとおりLEDに過剰な電流が流れ壊れる場合があるため抵抗をかませて電流を調整する。
セットに入ってる抵抗器は水色で５本線のため金属皮膜抵抗器。 220Ω、1kΩ、10kΩそれぞれの抵抗器においての電流の違いによるLEDの発行状態を確認する。 抵抗器はセットにおいて数値の記載があるので間違わないようにはなっているが、読み方については理解をしておく。
220Ωの場合
赤２ 赤２ 黒０ 黒１（乗数） 金５（許容誤差±）
A=5/2201KΩの場合
茶１ 黒０ 黒０ 茶１０ 金５
A=5/100010KΩの場合
茶１ 黒０ 黒０ 赤１００ 金５
A=5/10000
抵抗器を差し替えながら LED の発光量が変化することを確認する。