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株式会社マイクラフト
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砲弾型LEDの特徴と種類、選び方

砲弾型LEDの定番 3mmと5mm

砲弾型LEDはその名の通り、光る部分が砲弾のような形をしたLED。
スルーホール実装型やリードフレーム型、丸型などと呼ばれることもありますが、 一般的にはレンズ部の直径である「3mmLED」や「5mmLED」と呼ばれることが多いです。
※弊社では、分かりやすく丸型5mmLED・丸型3mmLEDの名称で呼んでいます。
砲弾型LEDの種類
砲弾型LEDは、レンズ部の直径が3mmのタイプ、5mmのタイプが定番で、 一般的に販売されているものは、ほとんどこの2つのタイプのものです。
8mmや10mmというのもありますが、数は少なくあまり一般的ではありません。

砲弾型LEDの極性の見分け方

砲弾型LEDは足の長い方がアノード
砲弾型LEDは、足の長い方がアノード(+)端子になっています。

アノード側を電源のプラス側に、カソード端子をマイナス側に接続して点灯します。

配線のときに端子を切ってしまうと極性が分からなくなるので、 長いほうの端子の付け根あたりにマジックなどで印を付けておくと良いでしょう。

※透明レンズのものは、発光色と同じ色のマジックで印をつけると、極性と発光色があとですぐに分かって便利です。

なお、メーカーの製品データシートの寸法図が記載されたところにも、極性が記載されています。

ボタン電池で点灯してみる

砲弾型LEDは、百円ショップなどで売っている「3Vのボタン電池」に挟むだけで点灯できます。
上で説明したように、砲弾型LEDは足の長い方がプラスなので、ボタン電池のプラス・マイナス側と合わせて挟めば点灯できます。

ボタン電池の極性

砲弾型LEDをボタン電池で点灯

ボタン電池とLEDの極性を合わせて電池に端子を挟みます。
上の画像は、砲弾型5mmの白色LEDを点灯させた様子。

白色LEDの場合は、3Vボタン電池でちょうど良いくらいに明るく光ります。
LEDを点灯させるための電圧(順方向電圧といいます)は、LEDの種類により異なり、 一般的に、白・電球色・紫・青・緑(黄緑は除く)などは、約3.2V前後の電圧なので、 3Vのボタン電池で保護抵抗なしでも点灯できます。

ただし、赤・橙・黄・黄緑などのLEDは、順方向電圧が1.8V〜2.2V程度と低いので、 ボタン電池に保護抵抗なしで点灯すると、LEDが劣化する可能性があります。
※実際にやってみると、特に赤などは非常に明るく光り、問題なく使えるように見えても、 LEDに過電流が流れ劣化している可能性があります(品種によっては破壊する場合もある)。

ボタン電池は極性のチェックなどには良いですが、 原則としては、LEDを点灯するときは順電圧などの値をしっかり確認して使用しましょう。

砲弾型LEDの構造と特徴

砲弾型LEDの内部構造
上は構造図。カップ型に成型されたリードフレーム上端にLED素子がのせられ、反対側の電極にもワイヤーで電気的に接続されています。
全体をモールド保護している封止樹脂がレンズの役割も兼ね、この形状で集光することにより、 前方の角度に特に明るく照射する特徴があります。
遠方まで照らすことができる一方、横方向には光があまり出ないため、 この特徴を活かした用途に利用されます。
砲弾型LEDの光り方
上の画像は、砲弾型3mmLEDの実際の光(青・黄・赤)を撮影したもの。
懐中電灯のように前方方向を照らすように光ります。

選ぶうえで注意すべき「指向性」について

LEDの特性の一つに、「指向性」の違いがあります。 つまり光の広がり方の違いです。
LEDの種類により、光の広がり方は異なり、 砲弾型LEDは前述のとおり前方に強く光る特徴があります。
砲弾型LEDの指向性
LEDの明るさは、ルーメンlm(全光束)やミリカンデラmcd(光度)の数値で表されます。
ルーメンは、LEDがすべての方向に放射する光の総量を表しているので、この数値が高いほど明るく光ると分かります。
しかし、ミリカンデラ(光度)で明るさの数値が表記されている場合、注意が必要です。
光度は、「単位立体角あたりの明るさ」を表しているため、 この数値だけでそのLEDの総体的な明るさを判断できるわけではありません。

砲弾型LEDには、上図左のように前方の狭い角度に集光し強く照射する、いわゆる「狭角タイプ」と、 比較的広い角度に照射する「広角タイプ」(上図右)があります。

光度(cd・mcd)の値は、一般的に広角タイプよりも、狭角タイプの方が数値が大きくなる傾向がありますが、 光度の数値は、単位立体角のみに含まれる光の量を表しているため、この数値が大きくても、 全体的に明るいとは限りません。
つまり、角度の狭いものは、LEDの光を狭い角度に集中させているため、 一定方向にだけ光が強い傾向があります。

そのため、実際に点灯させて試してみたら、数値の低い広角タイプの方が明るく感じる、ということも良くあるわけです。

すなわち、明るさの表記が光度(cd・mcd)で表されている場合は、指向角の値とセットで見て、 そのLEDの明るさを判断する必要があるわけです。

指向角の狭いLEDは、スポット的に対象を強く照らすような場合には良いですが、広い角度に明るく光って欲しい時には向きません。 明るさ(光度)と、指向角を正しく見極めて、自分の使いたい用途に合ったLEDを賢く選びましょう。

指向角については、こちらで詳しく解説しています

拡散キャップで光を和らげることもできる

上で説明したとおり、砲弾型LEDは強い指向性があるため、もっとぼんやりと光が広がるように光らせたいという場合には、 「拡散キャップ」をレンズ部にかぶせる方法があります。

3mm・5mm用拡散キャップ

拡散キャップは、3mmLED用・5mmLED用と、LEDの直径サイズに合わせたものがあります。
下の写真は、拡散キャップを被せた場合と、通常のまま光らせたときの光り方の比較です。 写真のように、拡散キャップを被せると、シャープな光をぼんやりと和らげることができます。
拡散キャップ使用時の点灯比較
模型の建物内照明など、一定スペースの空間内をまんべんなく照明したいようなときに、通常の光だとシャープになりすぎてしまうところを、 拡散キャップで程よく和らいだ光にすることができます。

チップLED(表面実装型)との違いは?

●砲弾型LEDとチップLED(表面実装型)の光り方比較
砲弾型LEDとチップLED(表面実装型)の光り方比較
上は、砲弾型LEDとチップLED(1608サイズ)の光り方を比較したもの。

砲弾型LEDは、ご覧のように前方方向に強く光る特徴があるのが分かります。
前方を遠くまで照らすことができますが、横方向への照射はほとんど期待できません。
模型に使用する場合には、カーモデルのヘッドライトなどに最適です。
LED自作配線する場合、極性もすぐに見分けがつき、ハンダ付けも比較的やりやすいので、初心者の方にもおすすめできます。

一方、チップLEDは、実際に肉眼で見ると、発光面全体から光を放つような印象があり、光の玉のように見えます。 光が遠くまで届きませんが、小さいものでは1.6mm×0.8mmのような極小サイズもあり、 狭いスペースに使えるという大きなメリットがあります。

自作する場合は、1608のような極小チップの場合、まずハンダ付けが非常に難しいです。
物理的に小さいので、ハンダ付けしずらいのはもちろん、半田ごての熱でLEDを壊さないように注意する必要もあります。 また、極性の見分け方も、メーカーや品種により異なります。

そして、5050サイズなど大きめのチップLED(表面実装型)の中には、LED素子が複数組み込まれ、大電流を流して強く発光させる、 いわゆるパワーLEDというタイプのものもありますが、これはLEDが強く発熱し放熱が必須となるため、 初心者の方にはおすすめできません。

初心者の方には、まずは扱いやすい砲弾型LEDから慣れていくのがおすすめです。

砲弾型のフルカラーLED(3色LED)とは?

砲弾型のフルカラーLED(RGB LED)
上の右の画像は、砲弾型5mmのフルカラーLEDの外観です。
フルカラーLEDは、砲弾型に成型されたレンズの内部にR(赤)・G(緑)・B(青)の3色のLED素子が組み込まれていて、 この3色の光を混色させることによって、さまざまな色を表現することができるLEDです。

端子はR・G・Bそれぞれのアノードまたはカソードの各端子(計3本)と、残りの極性は共通端子(1本)になっています。
※アノード側が共通端子になっているタイプ(アノードコモン)と、カソード側が共通端子になっているタイプ(カソードコモン) の2種類があります。
極性や端子の見分け方の詳細はこちらのページをご覧ください。

フルカラーLEDは、RGB LEDや3色LEDとも呼ばれます。また、砲弾型以外にもチップ型(表面実装型)やfluxタイプもあります。

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工作用 小型LEDパーツ をお探しなら

● 工作用LEDパーツの種類 ●

チップ型LEDランプ
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丸型3mmLEDランプ
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丸型5mmLEDランプ
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コネクタ式LEDランプは、大きく分けて上の3タイプがあります。
すべてコネクタの抜き差しだけで簡単に使える超小型LEDパーツです。

● LEDパーツの点灯方法 ●

下記のように、使いたい点灯用パーツと組み合わせるだけで使用できます。

ボタン電池ケースで簡単点灯


使いたいLEDランプをボタン電池ケースにつなぐだけのコンパクトで手軽に使える点灯方法です。
スイッチで点灯ON/OFFを切り替えられます。
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タイニィコントローラで簡単点灯



使いたいLEDランプをタイニィコントローラにつなぐだけでOK。4本まで接続できます。
タイニィコントローラ本体に、単3電池2本をセット。スイッチで点灯ON/OFF切り替えもできます。

LEDランプは、好きなものを自由に組み合わせられます。

コントローラ(ケース型)でまとめて点灯



使いたいLEDランプをコントローラ・電源につなぎ、まとめてたくさん点灯できる方法です。
好きなLEDランプを8本まで使えるタイプ、16本使えるタイプがあります。

配線を分岐するパーツを使って、さらに大量のLED一斉点灯も可能です。
LEDランプは、好きなものを自由に組み合わせられます。

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図のように4種類のパーツをつなぎ、まとめてたくさん点灯できる方法です。
miniコントローラは超小型なのでスペースを取らずに、たくさんのLEDを一斉点灯できる方法です。

LEDランプは、好きなものを自由に組み合わせられます。
LEDの光り方も、「ゆらぎ・点滅・ホタル」など様々な種類が選べます。
配線分岐で、さらに大量のLED一斉点灯も可能。

様々な用途に対応できる、組み合わせの自由度も高い設計になっています。

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