LEDの使用方法 About the use of LED（battery）
LEDの電流制限抵抗と電源用の電池などについて
1.「3V」の電圧と電流制限抵抗
LEDの使用は、コイン形電池（3V×1個）・ボタン型電池（1.5V×2個）、乾電池（1.5V×2個）のいずれかで電源を3Vとして、各LEDに抵抗器（電流制限抵抗）をつけることになります。
通常、白や青色LEDを単独で使用する場合は抵抗器をつけなくても問題なく使用できますが、複数を同一電源から、また、赤・黄色のLEDを使用する場合は、「電流制限抵抗」として、各LEDごとに抵抗器をつける必要があります。抵抗器をつけないと各LEDごとの明るさにばらつき（または、点灯するものと点灯しないもの）が出たり、赤色などは最悪の場合、火傷するほどの発熱や発煙して破損することがあります。（破損しない場合でも、寿命を縮めることになります。）例として、白と赤色のLEDを抵抗器なしでつないだ場合に白色LEDが点灯しない様子を掲載しました。
使用するLEDの規格（定格）にあわせて、適切な抵抗値の抵抗器をつないでください。抵抗値の目安として回路図を掲載しました。また、LEDはとてもまぶしいことがあるので、目の安全を考えて少し暗めになるよう、通常より高い抵抗値の設定をおすすめします。
このほか、LEDのことに関して細かいことをいえば、定格電圧と分圧、定格電流などいろいろとありますので、興味のある方はとてもわかりやすい本もでいますので、勉強してみるのもよいかもしれません。このホームページ内の「製作の参考資料・電子工作」で書籍の写真を掲載しています。
 |
 |
| 電流制限抵抗あり・各色点灯 | 電流制限抵抗なし・赤のみ点灯例 |
 |
 |
| 抵抗器 （炭素皮膜抵抗 1/4W 下：2.5A 上：1.5Aまで） | 電流制限抵抗・回路図 |
 |
 |
| 分圧についての電圧確認テスト | LEDの電流計測 |
2.LED光拡散キャップ
プラレールでの使用の場合は、お子さんと一緒に遊ばれている方も多くいるようです。最近のLEDは高性能（高輝度）になり、大変強い光を発するものも多くなっています。見つめてしまうと目を損傷する危険があります。
まずは、通常よりも抵抗値の設定を高くすることをおすすめしますが、これでも十分ではないケースも多々あります。そこで、おすすめなのが「LED光拡散キャップ」という色のついたゴムキャップです。輝きを失わせて指向性の高い光を分散し、全体的に優しく光るようにするものです。価格も安いところでは20個100円〜とお手頃です。LEDの色に合わせて各色そろっています。（青緑や電球色専用はありません。）
ただし、安全を保証するものではありませんので、実際の明るさを確認し、また光を見つめないようにも注意してください。
 |
 |
| LED光拡散キャップ 赤色LED3φ用20ヶ入 | LED光拡散キャップ 各色 |
3.LED用の電源
LEDを点灯させるには、すでにご紹介したように“電池”を使用する場合（一部の赤色LEDを除き）、3V程度の電圧が必要となります。しかし、ここでもう一つ重要なことがあり、同じ3Vの電圧でも流れる（流せる）電流は、電池の種類によって変わります。例として、LR41×2→CR2032×1→LR44×2→乾電池×2（単5形＜単1形）の順で電流が多く流れます。このため、抵抗値を設定する際に、電流も考慮する必要がある場合があります。
電圧と電流というややこし問題があることや、搭載スペースの都合、そして価格などを含めた入手をしやすさを考えると、プラレール用のLED電源の電池としては、CR2032×1個やLR44×2個をおすすめします。
コイン型のCR2032は、電池ホルダも安価で種類も豊富です。（一部のCR2032用ホルダは、CR2025などと共用できます。）また、LR44ですと自作で比較的簡単に電池ボックスを作ることができます。少々高めですが、2個用で市販のものもあります。スペースの関係で、1個用のホルダ×2個はおすすめできませんが、こちらもそんなに高くはありません。このほか、LR44×2個はカプセル玩具にもよく利用されていますので、ここに使われているものを流用するのもよいと思います。
 |
 |
| 単5形電池ボックスから自作のLR44用 | CH7410-2032LFを使用した場合の設置例 |
 |
 |
| 各種電池ホルダ・ボックス | 各種電池 LR41,LR44,CR2032,単4形乾電池 |
ライトに関するメモ
※LED…Light Emitting Diode／発光ダイオード
※mcd…ミリカンデラ（光度の単位・cdの1/1000）
※抵抗器の替わりに、定電流ダイオード（CRD=Current Regulative Diode）を使う方法もありますが、コストや取り扱い方の関係から掲載を見送りました。
ご注意
※ライトは主に電池を使用するため、電圧も電流も低く危険性は少ないですが、ショート（短絡）させてしまった場合は、電池といえども大変危険です。配線等には十分注意をしてください。
※LEDに許容を超えた電圧（または＋、−を反対に電圧）を加えたり、電流を流すと、発熱、発煙し破損することがあります。また、火傷などの危険もありますので、注意してください。（必要に応じて、抵抗器を利用する方法もあります。）
※LED、特に高輝度タイプのものはまぶしいので、光を見つめないようにしてください。
※掲載の回路図はあくまでも参考ですので、自己責任で、よく定格などを確認の上ご利用ください。