ラズパイでLEDライトを光らせるときに使う抵抗器の選び方

技術メモ
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電子工作のはじめの1歩、LEDライトを光らせるときに使う抵抗器の選び方の記録です。
LEDライトの仕様とラズパイの電源(3.3V)から必要な抵抗値を計算し、実際に配線したときの電圧と電流をテスターで測定してみました。

テスターはAmazonで購入しました。

のぼさん
のぼさん

実は測定の時に配線を間違えてしまい、中のヒューズが飛んでしまいました。急いでAmazonで替えのヒューズを購入しました。

LEDライトの仕様

・名称:3mm赤色LED 625nm 70度 OSR5JA3Z74A
・IF:20mA
・VF:2.1V

抵抗値算出

電源電圧3.3V、LEDのVFは2.1Vなので
抵抗にかかる電圧は
3.3 V – 2.1 V=1.2 V

LEDに流す電流を20 mAにするには、オームの法則を用いて算出すると
1.2 V / 0.02 A = 60 Ω
となります。

R(Ω 抵抗) = V(V 電圧) / I(A 電流)

60 Ωの抵抗器がなかったので、60 Ωより大きい値の100 Ωの抵抗器を使いました。

消費電力算出

いざ100 Ωの抵抗器を買おうとすると、1/4、1/8などあってどの100 Ω抵抗器を購入すればいいんだ?となったので、調べたことのメモです。

調べてみると定格電力といい、抵抗が消費できる最大電力のようです。

抵抗値と電流値(後述)から消費電力を算出すると
100 Ω × 0.012 A × 0.012 A = 0.0144 W
消費電力は0.0144 Wとなります。

W(W 電力) = R × I^2

売られている抵抗器の定格電力は私が見る限り1/2 W、1/4 W、1/8 Wがあったので小数に変換すると
1/2 W = 0.5 W
1/4 W = 0.25 W
1/8 W = 0.125 W
となります。

どの定格電力も消費電力より2倍以上高いことがわかり、どれを選んでも大丈夫そうです。
今回は1/4を選びました。

抵抗器にかかる電圧をテスターで測定

実際に配線し、電圧をテスターで測定しました。

テスターのダイアルを回して直流電圧 20レンジを選択し、赤のテスト棒を抵抗器のラズパイの3.3V側の脚に、黒のテスト棒を抵抗器の反対側の脚(ラズパイGND側)へ押し当てます。

実際にテスターで測定すると1.29 Vと先ほど計算したとおり、約1.2 Vの電圧がかかっていました。

100Ωの抵抗を使った時に流れる電流値算出

再びオームの法則をつかって、今度は流れる電流値を算出します。
電流=電圧÷抵抗なので
1.2 V / 100 Ω = 0.012 A =12 mA
の電流が流れているはずです。

I(A 電流) = V(V 電圧) / R(Ω 抵抗)

流れる電流値をテスターで測定

実際に配線し、電流をテスターで測定しました。

テスターのダイアルを回して直流電流 200mレンジを選択し、赤のテスト棒をラズパイの3.3V側のブレッドボードに、黒のテスト棒をその隣に配置してテスターを回路に直列に接続します。

計算値が12 mA、実測が12.39 mAとなり大体一致していることが確認できました。

最後までお読みいただきありがとうございました。

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