超初心者向け! テープLEDで工作するために必要な電源の選びかた
テープLED工作入門Part.2 『電源の選び方』
※この記事は前回テープLEDの仕組みについて解説した記事の続きです。
テープLEDを買ったら、光らせるために必要な電源装置を入手しましょう。
計算が必要なので唯一理解が難しいポイントですが、
中学1年の理科のテストで出題される単元です。
主なテープLEDは5050か3528のどちらかのチップLEDで構成されています。
5050とは、50mm×50mmの表面実装*型チップLED(写真上),
3528とは、35mm×28mmのチップLED(写真下)で構成される製品です。
※表面実装部品:プリント基板に取り付ける目的で設計されたもの。ここでは特に気にしない。
それぞれのユニットあたりの消費電力(ワット数)は大体以下のとおりです。
5050 → およそ0.72W/ユニット
3528 → およそ0.48W/ユニット
(LEDの発光色によって消費電力は多少変わります。)
5メートル以下で使用する場合は、この数値を暗記しておくと良いでしょう。
次に電流値を計算します。
W(電力)= V(電圧)× A(電流)
したがって、
A(電流)= W(電力)÷ V(電圧)
という中学生でも知ってる公式に当てはめれば簡単に計算できますね。
一般的なテープLEDは12V仕様なので、
5050 → 0.72 ÷ 12 = 0.06A(60mA)
3528 → 0.48 ÷ 12 = 0.04A(40mA)
つまり各LEDテープは、1ユニットあたり60mA、または40mAの電流が必要であることがわかりました。
あとは使用したいユニットの数を掛け算をするだけです。
使いたい長さにテープを切って、いくつのユニットで構成されているか数えれば電流値が求められます。
(例:5050のテープ60cm → ユニット数12 → 60mA × 12 = 720mA)
テープLEDの電源には、ACアダプタが適しています。
ACアダプタとは、電子機器を買ったら必ず付いてくる謎の電源ケーブルの事です。
あの黒い塊の中には、コンセントのAC(交流)100VをDC(直流)12Vなどに変換する回路が入っています。
スマホの充電などに使われているUSB端子の付いた充電器などは、AC100VからDC5Vを取り出しています。
出力が12Vのものを選びます。
ACアダプタの新品は1000円ちょっと掛かりますが
ジャンクショップの中古品が安くてオススメです。
運がよければ数百円程度で売られています。
ACアダプタには、消費電力ではなくその製品が最大で流すことのできる電流値が表示されています。上の製品は最大2Aまで使用できると書いてあります。
計算で求めた必要な電流値より大きな値の製品を選びましょう。
※ACアダプタに記載されている容量は最大値ですから、その数値を超える電流値で使用した場合は故障や発熱の原因になります。電源装置の容量は余裕をもって決定するほうが安全です。
5050テープLEDを使用する場合は、必要な電流は720mAですが
1A以上のACアダプタを使用するのが適当でしょう。
複数の切り離されたテープLEDを使用したい場合は、合計の長さから電流値を計算すればOKです。例えば60cmの同じテープLEDを2本使用したい場合は、単純に120cmとして計算できます。
また、テープLEDを5M以上連結して使用してはいけません。
テープLEDと電源が揃ったら後は配線して貼り付けて完成です。
電源からプラスとマイナスの線を各テープLEDに導きます。
前編で推奨した0.2sqの導線は、テープLEDへのハンダ付けが容易で12Vだと30Wまで使用可能です。よって2.5A以上の電流を流す場合はもっと太い導線が必要です。例えば5050テープを2M以上使う場合は0.75sqなどに変更しましょう。
ACアダプタとの接続は、2.1mmのDCジャックを使用すると便利です。ACアダプタのコードを切断したり端子を加工せずに済みます。
テープLEDは極性を多少間違っても壊れないようです。超優しい。
ただし意図的に誤った極性を接続するのは危険です。
落ち着いて正しい向きに接続し、点灯テストを行いましょう。
● 自動車での使用方法
テープLEDを自動車で使用する場合、普通車のバッテリーは12V出力なので、電源装置が必要なく直接バッテリーに接続できます。
よく街中を走っている、イカ釣り漁船みたいに電飾されたクルマはソレです。
ただし、適切な配線を行わないとショートしてしまい、最悪の場合は
自動車の電子部品を破損する場合があるので、十分な知識が必要です。
必要な電流値をしっかり計算して、バッテリーとLEDテープの間に適正値のヒューズを取り付けるなど、万一の際に自動車本体の回路を破損しないよう注意しましょう。
ハンダ付けの方法などは動画などで勉強し、練習してください。
またコネクタなどを用いて、ハンダ付けを一切行わない方法もありますが、拡張性が低くコストもかかるので、個人的にはハンダ付けを修得することをオススメします。
12Vは低い電圧ですが、ショートは避けなければなりません。火災とトラウマの原因になります。ACアダプタをコンセントに接続したまま配線加工してはいけません。
車両で使用する場合は、バッテリーのマイナス極を取り外して作業しましょう。
屋外で使用する際は防水仕様のLEDテープを使用し、端子や配線のコネクタなどにも防水加工を行う必要があります。