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模型じかけのオレンジ

模型制作記を中心に、趣味の工作関連、車、オートバイ、その他色々についてロサンゼルスの生活事情と合わせて綴っています。

Bandai MG MS-07B Gouf  8 (LEDユニットに抵抗器の追加工作)

こんばんは。

 

さてさて、既にちょっとお知らせしましたが、前回のLEDを使ってモノ・アイを発光させる工作は、兎に角 簡単にLEDを使ってモノアイを発光させる ということで、一応 発光させる という目的は達成していますが、そのままの状態では問題があります。

今回は、その問題点の改修工作の記事になります。

 

前回の記事で、LEDを発光させるには電源のプラスとマイナスを考えないといけない という事と、LEDは1.5vの乾電池一本では基本的に発光しない ということを書きました。

が、必要な電圧を超える時の事には触れていませんでした。

赤色や緑色のLEDを発光させるには2v前後の電圧が必要なのですが、今回の私の工作で使用した電池は3vの電池です。

少し電圧が高すぎるのですね。

ネット上で調べると、いくらでもLEDの配線の事は出てくると思いますが、調べてみると高すぎる電圧をかけるとLEDは破損してしまう ということです。

さて、どれくらいで破損するのかな? と思って、試しに12vのACアダプターにLEDを直接つないで見ました。

すると、発光する暇もないくらい一瞬で壊れてしまいました。

極性を間違えたのかな? と思ったくらい一瞬だったようです。

次に、9v乾電池(四角い電池ですね)に直接つないでみたら、これもすぐに壊れました。

 (注 多分大丈夫だとは思いますが、もしかしたら危険かもしれないので、ためしにLEDを壊してみるときは十分注意して、自己責任で試してください)

 

ほんとにLED壊れるんだ と思いながら、グフに搭載予定の3vのボタン電池にLEDを繋いでみると、普通に点灯しました。

しかし、過電圧なのは間違い無いので、LEDに負荷はかかってしまっているはずです。

どれくらい持つかな? と思い、そのまま様子を見てみたのですが、1時間くらい連続点灯させても切れることはありませんでした。

それを何度も試したりすると、素子の状態も悪くなってくるかもしれませんが、写真撮影時等 短時間の点灯なら問題は無さそうだと思い(ちゃんと電飾をしてる人からしたら問題あり だと思いますが、大雑把なので。。。)、前回の記事のような工作になりました。

実際に、完成して写真を撮影した後はガラス棚にしまわれて、それ以降モノアイを点灯させることはなかったので、私の場合はそれで目的は達成できた ということです。

 

ところが、昨年の終わりごろに行われた、ガンプラを中心とした模型コンペティションに参加しようとした時に、どう考えても「ジャブロー~」は間に合いそうもないので、急遽既に完成していたグフを持ち込むことにしました。

このままでも撮影する時にモノアイを発光させる程度なら問題ないのですが、仮に展示スペースに置いて、それから4-5時間ほったらかしでLEDを点灯させておくと、LEDが切れるかもしれません。

 先に書いたように赤色LEDは普通2v前後で点灯する為、3vだと電圧が高すぎるんですね。

短時間だと大丈夫ですが、長時間そのままにすると熱を持ったり、切れたりする可能性が出てきます。

そこで、元々の状態に抵抗器を追加しました。

それが今回行った追加工作です。

 

抵抗器というのは家電製品を分解して基盤を見てみると、彼方此方に取り付いている小さい筒に色とりどりの帯が描かれている あれです。

文字通り抵抗になってLED等の電子部品に大量の電気が流れるのを食い止めてくれるような働きをしますが、その回路に応じて抵抗値を計算して部品を選ばないといけません。

 

上手く言えませんが、回路をちゃんと考える というのと、回路を実際に使って何か作る というのは 勿論お互いに関連しあっていますが、別のスキルのような気がします。

私には大雑把に工作メインでの説明しか出来ませんので、回路に関する詳しい説明は弱電回路専門で説明しているサイトとかが沢山ありますから、興味を持った人は色々と調べてみてください。

 

では、大雑把に。。。

3vの電源を使い赤色LEDの負担を減らして点灯させる為に、電源とLEDの間に抵抗器を追加するのですが、どれくらいの値の抵抗器を選ぶのかは、、、

E=IR

こんな計算式を使います。

これだとわかりにくいので、言葉を入れてみると、、、

E(電圧)=I(電流)x R(抵抗)ということですね。

ややこしいので、実際に今回必要な抵抗値を計算してみましょう。

値を知りたいのは抵抗なので

R(抵抗)=E(抵抗に受け持ってほしい電圧=電池3VからLEDの受け持ちの2Vを引いた値=1) ÷I(電流=20mA=0.02A(LEDを買った袋に書いてあると思われる数字)

となります、、、、余計ややこしいか?

計算すると、R=50 となり 50Ωの抵抗を回路に割り込ませれば大丈夫ということになります。

抵抗器には対応できるワット数も制限があるのですが、弱電回路、特に模型に使うような回路だったら1/8w(ワット)で大体大丈夫なんじゃないかな と思います。

ちゃんと計算して確認したい場合は、抵抗値に電流の2乗を掛ければそれがワット数になります。

模型に使う場合はスペースの問題もありますので、可能であれば出来るだけ小さい1/8wを使いたいところです。

 

では、やっと実際の工作です。

用意した抵抗器は、 手元に50Ωの抵抗器が無かったので、47Ωの抵抗器をつけました。

本当は、一段階上の抵抗器を使うのが安全ですが、私の持っていたLEDは電圧も電流も何も書いていない袋入りの物だったので、普通は赤色LED なら2V前後 ということで計算してあります。

もともと抵抗を付けていない状態で使っていたくらいなので47Ωでも大丈夫でしょう。

電池も3Vと書いてあるものの、実際には2.8-2.9V程しか発生していないようでした。

f:id:mata1:20140130181910j:plain

足を曲げて、これを先に完成していたモノアイのユニットに半田付けします。

 

もう余分なスペースは頭部内には殆ど残っていないので、隠すことはあきらめて丸見えだけど、ちょっと陰になるので内部メカに見えないかな?? という場所に取り付けることにしました。

ユニットの後ろ側から出ているLEDのアノードに半田付けしました。

f:id:mata1:20140130181917j:plain

 半田付けが出来たらアノードのバッテリーを押さえていた部分をカットします。

 抵抗器から出ているもう一方の足を新たに曲げて端子兼バッテリーホルダにします。

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 切断したアノードがバッテリ-に触れるとややこしい事になるので、LiquidTapeという絶縁ペインを塗ってショート・サーキットを防止します。

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バッテリーを戻すとちゃんと点灯しました。

f:id:mata1:20140131175045j:plain

 

 ヘルメットを被せて完成です。

f:id:mata1:20140130181933j:plain

 

これで、元々の回路に抵抗器を割り込ませた形になりました。

 

抵抗器の選択や電気工作に対する姿勢がかなり適当なので、良い例とはとても言えませんが、一つの例として読んで頂けると幸いです。

 

この状態でLEDを4-5時間連続点灯させても問題はありませんでした。

が、そもそも根本的に間違っている所とかがあるかもしれません。

そういったご指摘は何時でも歓迎致しますので、非公開、公開、どちらでも宜しくお願いします。

 

さて、これで全ての工作は終わりました。

 

次は組み立てて完成です。