LEDテールランプ工作

質問

LED（赤)でテールランプを作りたいのですが、抵抗と定電流ダイオードの役割はなんとなく解るのですが、両者の関係がわかりません。

仕様としては６個直列×７並列で左右なので×２です。LEDは１．９Vの２０ｍAです。

とりあえず、６個直列にし１６０Ωを各個々に抵抗を使うことを予定してますが、入力側ストップ、テールに一箇所ずつに定電流ダイオード（E153、E103など）を使用した方が良いのでしょうか？

また、使用する場合抵抗の計算はこのままでいいのでしょうか？定電流ダイオードは流す電流は決まっていますが、電圧の計算はどうなんでしょう？

よろしくお願いします。

回答No.3

mini_ta3298

道交法（道路運送車両法の保安基準）に抵触しそうな御質問でしたので回答するのを躊躇しておりましたが、参考になりそうなサイトがありますので、保安基準を添付したうえで御紹介しますね。

http://www.audio-q.com/ledyunit.htm

テールランプ（尾灯）は、制動灯も兼ねると思います。制動灯の照度は尾灯の５倍以上という規定もあり、兼用する場合は調光が必要ですね。調光の方式は一般に、電圧制御とパルス変調が代表的です。
このあたりの詳細も上記URLの『LED工作資料関係』に記載されておりますので、御覧のうえ法規に則った製作をして下さい。

参考：道路運送車両の保安基準

http://law.e-gov.go.jp/htmldata/S26/S26F03901000067.html

補足

ご指摘有難うございます。
一応、パルス変調キットがaudio-qさんより出ている事を確認しております。
今回の質問は直列につないだLEDを減らし、定電流ダイオードを使えば安全に出来るのですが、限られた予算の中での工作なのでこの方法でどうかと思い、また自分の計算方法、抵抗と定電流ダイオードの使い方が疑問だったので投稿しました。

回答No.2

jyuzou

#1です。
#1の回答はボケまくってました。
定電流ダイオードとLEDが混同して回答してました。
#1の回答は全て無視してください。
ごめんなさい。

で、回答書き直します。
私も実際、定電流ダイオードっていうのは使ったことなくて、googleで調べてしまいました（定電流ダイオードの用途・使い方は分かりました）。
参考までに「定電流ダイオード　使い方」で検索すると質問者さんの質問内容とほぼ同じっぽいのがいっぱい出てきます。
上記用語でgoogle検索して頂いた方がもしかしてわかりやすいかもしれませんが、間違った#1の回答だけってのもあれなので一応私も回答します。

まず質問内容整理します。
(1)抵抗ではなく、定電流ダイオードを使った方がよいか？
(2)抵抗を使う場合、160Ωという抵抗値は妥当か？
(3)抵抗を使った場合と定電流ダイオードを使った場合の電圧計算の仕方。

回答

(1)
定電流ダイオードを使うメリット
・電源電圧が変動したときもLED輝度が比較的一定。
・ロードダンプ（電装品に電源供給中にバッテリーが外れたときに一時的140V程度の電圧がかかること）対策になる。
定電流ダイオードを使うデメリット
・やや高価
という感じでしょうか。

抵抗を使うメリット
・安価
抵抗を使うデメリット
・LEDの輝度が電源電圧の変動に左右
・ロードダンプではたぶん壊れる。

あと、抵抗、定電流ダイオードのどちらを使うにせよ、ヒューズはつけときましょう！！

(2)
LED1.9Vat20mAを6個直列ということ
1.9V×6ヶ=11.4V
つまり、できればLEDに11.4Vを印加したい。
ここで、抵抗が160Ωの場合、
160Ω×20mA=3.2V
なので、電源は14.6V以上欲しいところ。
ここで、電源の変動をいくつまでみるか。
程度の良いカーバッテリーであれば、通常時12V～16V程度。
但し、クランキング中（エンジン始動時）は10V以下まで低下するかもしれません（このときはLEDは結構暗くなるのはしょうがないこととして無視）。
ということで、電源電圧は12～16と想定。
もし、12Vまで電圧が低下したとき、LEDの動特性カーブが手元にないんでよくわかんないが、LED一個あたりにかかる電圧は0.2V程度さがると予想される。
するとLEDに流れる電流はたぶん10mA程度まで落ちるのと思うので、少し暗くなる。
ということで、ちょっと抵抗値が高すぎる気がする。
50Ω程度にしたほうが良いのでは？
もちろん、抵抗をさげることによって、LEDの寿命低下や、消費電力のUPはあると思うが、許容範囲かなと思う。

(3)
抵抗を使った場合の電圧計算は上記(2)の通り。

定電流ダイオードを使った場合
仕様書
http://www.semitec.co.jp/products/crd/crd_e.html

E153だと電流が12mA程度まで流せないようなので、E103を並列がよい気がする（値段が高くなるけど）。
電源の変動が12～16Vと考えたとき、定電流ダイオードにかかる電圧はLED分の11.4Vをのぞくと、0.6～4.6V。
ということで、定電流ダイオードの動特性グラフを見ると3～9mA。
２個パラ使いでも6～18mAの駆動力。
結局だめじゃん・・・orz

結論。
バッテリー電圧が低下したときは、LED6ヶ直列構成だと、どうしても暗くなるのは避けれないみたい。
抵抗、定電流ダイオードのどちらを使っても大差なさそう。
抵抗の方が少しマシかな？
お好きに。

お礼

お手数をかけてしまい有難うございました。
ですが、抵抗の計算は大体予想どうりです。
知りたかったのは抵抗と定電流ダイオードを併用しての計算方法（・・・が出来るのか？)と定電流ダイオードはどの様にして電圧が解るのか？（最大印可電圧でいいのか？）と言ったことです。

回答No.1

jyuzou

ダイオード　仕様書
http://www.semitec.co.jp/products/crd/crd_e.html

ダイオードの仕様書を見る。
例えばE153なら線が水平になるのは5V程度印加したとき。
それ以下の電圧だとLEDが十分光らない可能性あり。
E153を6個直列にならべたら、5V*6個=30Vの電圧降下になる。
さらに、E153に5V印加した時の電流値を見ると13mA程度。
13mA×160Ω=2.1V
つまり、E153と直列に160Ωをつなげば、2.1Vの電圧降下が生じる。
よって、30V+2.1V=32.1V以上の電源を用いる必要がある。
ここで、もし50V電源を使うのであれば、E153に30Vかかるので、残り20Vは抵抗にかかる。
13mA×20V=0.26Wとなるので、抵抗は余裕をみて、1W程度つけとく必要あり。

こんな感じでざっくり計算。
もっと細かく求めるのは（教えるのも、質問者さんが勉強するのも）面倒なので、とりあえずで。
動けばいいだよね？
あと、電源を何使うかしらないけど、30V以上の電源を使うの？
電池とかカーバッテリーを使うんだったら、ダイオードの選定を考えなおして。

＞１６０Ωを各個々に抵抗を使うことを予定
どういう意味？

＞入力側ストップ、テールに一箇所ずつに定電流ダイオード（E153、E103など）を使用した方が良いのでしょうか？
どういう意味？

補足

LEDは６個以上直列出来ないので６個直列のLEDを７列並列すると言うことで、
LED １．９ｖ×６個＝１１．４
１４．４ｖ（車)－１１．４v÷０．０２＝１５０
なので１６０Ωの抵抗を使用

LED６個の直列を１つの括りとし１６０Ωを使用、７列並列するので各個々に抵抗を使うことを予定としました。

上記の仕組み（６個直列のLEDを７列並列）をユニットした場合、車にはストップランプ、テールランプがあるので入力側に一箇所ずつにとしました。

ですので、車とこのユニット間に抵抗だけでなく定電流ダイオードを使った方が良いのか、また、その場合計算方法が異なると思いお聞きしました。