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亜梨の電飾について(前編)

今回は、キット付属の電飾用パーツを光らせる方法を解説します。




■LEDの光らせ方
LEDは豆電球やムギ球と同じで、電池をつなげば光ります。直列や並列に複数繋ぐこともできます。LEDが違うのは
・プラス(+)とマイナス(-)があります。逆につなぐと光りません。プラスは「アノード」マイナスは「カソード」といいます。
・電圧が低すぎても高すぎても光りません。本キットの黄色LEDの電圧は1.8V(暗い)~2.4V(明るい)あたりです。普通のアルカリ電池の電圧が1.5Vなので、1本では足らず、2本直列につなぐと3Vなのでオーバーします。そこで…
・LEDと電源の間に抵抗をつなげることで電圧降下させ、上記のような範囲の電圧にします。

一番簡単なLEDの回路です。
LED_Kihon.png

電池とLEDの仕様から、だいたいの抵抗値を試算し、実際のLEDの光り具合を見て正確な抵抗値を決める事になります。

上図の回路を1個の電池に繋ぎまくれば何個でもLEDを光らせられるわけですが、本当にやると配線が複雑になりすぎるので、本キットでは下のように、9V電池にLED2個・抵抗1個のセットで配線し、これをいくつか作りそれぞれの発光部分へ取り付けます。
LED_Kihon2_2.png

最初の回路を2つ作るより、この方が配線が単純になります。じゃーいっそ4つでも8つでもLEDを連結すればさらに簡単になるんじゃんと思いますが、4つだと9Vギリギリなので電池の減りの影響を受けやすい(すぐ暗くなる)のと、5個以上はもっと大きな電池が必要になるので、また実際は2個を対にして配置することが多い事もあり、実験の結果でも2つあたりがバランスがよかろうという結論になりました。

抵抗が510~2.2kΩとあるのは、明るさを抵抗値で変えたいからです。例えばネコミミは明るくしたいから小さめの抵抗(510Ω)、腰のブリッジはほんのり光ってればよいので大きめの抵抗(2.2kΩ)を使うというような感じです。

ちなみにスピーカーと手首はチップではなく普通の砲弾型LEDを使っていて、また個々の距離も離れているので最初の1個ずつ繋ぐ方法をとっています。

色々述べましたが、付属の説明書の通り配線すれば、自分で計算しなくても見本と同じように光るようにパーツを入れてありますのでご安心ください。

■ハンダ付け
上記2つめの回路を実際に作ってみます。チップLEDや抵抗へのハンダ付けはあまりに小さいので難しいイメージがありますが、コツをつかめば結構どうにかなります。

ハンダゴテは100円ショップで売っているような安物でOKです(コテ先だけは細いものに交換したほうがやりやすいかもしれません)。

チップLEDです。20個で200円。
裏面両端の金属端子に線をハンダ付けします。凸マークの突起のある方がアノード(+)です。
TipLED_00.jpgTipLED_01.jpg

付属の線は0.05mm径のUEW(エナメル線の一種)です。全体を樹脂で覆われているので線同士が接触してもショートしたりはしません。
ハンダ付けする部分だけコテの熱で樹脂が溶けるので、前もって皮膜を剥く必要もありません。
UEW_maki.jpgUEW_sen.jpg

以下、私のやっている方法を解説します。(一般的にあまり良い方法ではないかもしれません。ハンダの先のせとか…)

まずテープでチップを固定します。
TipLED_kotei.jpg

端子にハンダを少し溶かしてのせます。
TipLED_nose00.jpgTipLED_nose01.jpg

その上から線をこてでくっつけます。このとき3秒程度はこてで熱を与えて続けてください(UEWの皮膜をしっかり溶かすため)。
TipLED_sen00.jpg

くっつきました。軽く引っ張ってみて外れないことを確認します。
TipLED_sen01.jpg

線は必ずしも先端を使う必要はありません。つけやすい位置でハンダ付けし、余った先端はハサミで切ります。
TipLED_sencut.jpg

同じようにもう片方の端子に線をハンダ付けします。
TipLED_senLR.jpg

ここで、2kΩの抵抗と9V電池が繋がっている実験用の基盤につないで確認します。光らないときは、アノード・カソードが逆になっていないか、線がしっかりハンダ付けできているか等を確認します。
TipLED_Test1.jpg

うまくいったら、同じようにもうひとつLEDを直列に繋ぎます。ここでも光るかどうかの確認をします。何かひとつ繋ぐたびに必ず確認するのが確実かと思われます。
TipLED_double.jpg

さらにアノード側に510Ωチップ抵抗を同じ要領で取り付けます。
teiko_pack.jpgteiko510_00.jpg


最後に9V電池を直結して光るかどうか確認します。これで上記の2つめの回路を作れました。
TipLED_double_teiko.jpg

今回は説明のために↑を作りましたが、この様にチップLEDに直接線をつなげるのはネコミミの部分くらいで、実際はシール基板を使用することでもっと楽に配線することができます(次回以降に説明します)。

チップのみの回路は小さすぎて見失いやすいので、わかりやすいよう袋に入れておきます。
TipLED_double_teikohozon.jpg

次に砲弾型LEDで1つ目の回路を作ります。100個で550円…。
hodan_pack.jpg

そのままではパーツ内に収まらないので、根元の太い部分を削り、足はギリギリまで短くします。足は長いほうがアノード(+)です。
hodan_futokezuri.jpghodan_ashicut2.jpg


光を拡散させたいので、全体を400番でヤスリがけします。
hodan_ashicutkumori.jpg

手首に使う方は↑で良いですが、スピーカーに収める方はまだ大きいのでさらに頭の丸い部分も削り落とします。
hodan_ashicutkumorishort.jpg

クリップで保持して線をハンダ付けします。
hodan_clip.jpghodan_haisenzumi.jpg

100Ωの抵抗と9V電池に繋いでテスト。こんなに削りまくってもしっかり光ります。
hodan_test.jpg

■その他
LEDはハンダごての熱等の外部からの熱には意外と耐えますが、高い電圧をかけすぎると簡単に壊れます。パシッと音がしたり、オレンジ色に光ったり、発光しながら煙が立ち上ったら壊れたサインなので、配線を確認して新しいものに取り替えてください。

チップLEDの配線に関しては、今出てるホビージャパン(6月号)のノモ研が非常に参考になるというか本ページよりかなり詳しく書いてありますので、そちらも参考にしていただくと作業がスムーズに進むかと思います。

次回は、完成見本の回路図やパーツ内へのLEDの配置方法などを書いていきたいと思います。




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