電子回路の基礎知識

電子回路の基礎知識

電子回路って?

前回はLED点滅に挑戦しました。
その際、Arduino本体にLEDを直接刺して光らせましたが
この状態だと、LEDに余計な電流が流れ壊れてしまいます。
回路図にすると以下のようになります。
LED回路図
Arduinoから流れる電流がLEDに流れ、GNDに流れていきます。

電流?GND?

電子回路では「電流」「電圧」という2つの単語が基本になっていきます。
電流と電圧の関係でよく出てくるのは、水路や川です。
先ほどの回路を例にすると+13Pinの水源からLEDを経由してGNDに落ちていきます。
LED回路図
この水の流れていく先、GNDは大地や地面を表します。
水源から流れ出た水は、LEDなどの電子部品を通って最終的に地面に捨てられます。
電子回路では、最終的に余った電流はGNDに落としていくイメージで設計していきます。
もっと深く理解したい方は、「電子回路」や「電流 電圧」などで検索してみてください。

LEDを光らせる為の回路

LEDの話に戻します。
Arduino本体に直接LEDが刺さっていますが、このままではLEDが壊れてしまうので
キチンと光らせる為の回路を考えてみましょう。
LEDをキチンと光らせるのに必要なのが「抵抗器」です。
抵抗器
抵抗器はその名の通り電流の流れを阻害して抑える役割を果たします。
LEDには光らせる為に適切な電圧(定格電圧)と電流(定格電流)が表記されています。
LEDにその定格値を満たすように抵抗器で抑えてあげる必要があります。
今回利用したLEDでは定格電圧は2V、定格電流は20mAと表記されていましたので
そこから必要な抵抗器の値を計算していきます。
抵抗値の計算にはオームの法則を利用します。
電流=電圧/抵抗

Arduino UNOの動作電圧は5Vと書かれています。
LEDには2Vを流したいので、必要なのは3Vの電圧が加わる抵抗器です。
20mAを流したいので
0.02A=3V/抵抗Ω
抵抗=3/0.02
抵抗=150Ω

LEDを光らせる為に必要な抵抗値は150Ωなので回路に加えていきます。
LED回路図

長くなってしまったのでこの辺りで・・・
次回は、実際に回路を組んでからプログラム制御のほうに入っていこうと思います。

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