LED のこと

僕は LED が好きです。ゲーミング文化はありがたいですね。ひさしぶりに WS2812B を引っ張り出してきて遊びました。

全点灯すると直視するのがイヤと思うくらいには明るいです。

いまのところ机の上が暗いのでワークライトに使えそう。

でも温度がどんどん上がっていきます。壊したくなかったのでこの辺で中断しました。

消費電力は 1 個 0.3 W らしく、それを信じれば 100 個で 30 W / 6 A となります。317 電源ではまず無理です。こういうとき ATX 電源は 400 W でも十分役に立ちますね。
317 電源で試していた頃は過熱保護がかかってすぐ暗くなっていました。ということはこの光量でうわぁまぶしいなぁと思えたのは今回が初めてということになります。3 年越しの実力発揮。

でもこの LED は投光器ではないので、全点灯で白にするというのはとてももったいない使い方だなぁと思いました。こいつは "ゲーミング" の正体なのですから、やっぱり七色に光らせないと面白くない。

来た。これぞ。

仮に照明器具として使おうとした場合には、冷却機構と電源が必要です。
電源については手配に時間がかかるとかコストがかかるという種の悩みなのでよいのです。問題は熱です。温度上昇速度が 1 ℃/s くらいなら伝えてやればなんとか放熱できるでしょう。ですがこの製品にヒートシンクは適していません。シリコンシートや非導電性のコンパウンドを使えば工作できないこともないですが、そのレベルまでやるなら RGB パワー LED が脳裏をよぎります。パワー LED は最初から放熱が考えられていますし、スペックも選び放題です。ちなみに 12 V * 2.5 A も 30 W で AC アダプタの入手性が良いです (定格いっぱいで使うのは気持ちが悪いので 4 A 出力とか考えるとまた泥沼ですね)。

WS2812B が 100 個あると明るい、なので照明にしようという妄想はウーン…悪くはないですが損というか…なんか上手くまとまらないなぁと思いました。このモジュールはどう使おうか考えるのが難しいです。たまに引っ張り出してきて光らせてうれしくなりますが、いつもそこまでです。おもちゃと割り切ったほうが良いのかもしれませんね。後発の LED のほうが性能良いですし。というか線状に組みなおした方がまだ使い道がありそうな気がしてきました。

定電流回路

　RGB パワー LED が出てきたので、書きかけだった別の話題をひとつ。

先日、OPTOSUPPLY の OSTCXBCBC1E の赤を飛ばしてしまいました。

各 2 W でとりわけ珍しい部品ではないのですが、この形状をとても気に入っていました。予備はあと 2 つありますが、もう秋月で手に入らないのでほんとに壊したくなかったものです。

この LED は ESD 対策されていますが、青・緑素子は静電気に弱いので「あぁ噂のアレか、やっちまったな」と納得できますが、定電流回路を組んでドライブしていたのになぜ赤素子が…とすぐには理解できませんでした。

結論から言うと定電流回路だからこそ壊したのです。正しく実験していなかったのです。時間をかけて考えるとつじつまが合いました。

実験用に組んだ定電流回路はよくある「オペアンプ、Nch MOSFET、電流検出抵抗、リファレンス電圧」の 4 つを使ったものです。
定電流回路を開放したとき、負荷には電流が流れないのでオームの法則より∞ Ωです。また、同じ意味で∞ Ωに所望の電流を流すためにはオペアンプの出力を MAX にして∞ V を出力させようとします。

∞ V というのは実際に定電流回路に接続されている電源電圧のことです。

∞ Ωについては、「電流を検出できないほど限りなく大きな抵抗値を持っているのだと言わないと説明がつかない」という状況のことを指します。なぜそのような言い方になるのかというと、定電流回路は閉じているものだからです。このルールをやぶった回路は定電流回路ではありません。出力端子から一瞬だけ入力電圧・電流がそのまま出てくるただの厄介な回路です。

LED は電池や定電圧回路につないでも、(データシートのリマークを含めて) LED の絶対定格を下回っている限りは絶対に壊れません。しかし定電流回路にはある程度余裕をもって大き目の電力をかけているはずです。それはだいたい 5 V 以上で 1 A 以上でしょう。

長々と書きましたが、問題の本質は開放した定電流回路に LED を接続することにあります。接続です接続。タイミング・順番が諸悪の根源です。
LED を大事に思う人は凶暴な電源に直でつなぎませんよね。でも現実にはそういう事だったんですよ。はー…

「LED には定電流」「おまじないの studio.h」そういうレベルでした。実験は正しくやろう。

ここにはまさに「素人って定電流回路で LED 焼き切るよね～」って話があります。はー…

時間は戻らないし、壊れた半導体デバイスも復活しません。
今日もまた少し電気の理解が深まったので、たぶん同じ失敗はしません。たぶん。

ではまたいつか。