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LEDテープを使って理系が30cm水槽用LED照明を自作してみた ~理論編~

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みなさんこんばんは!

今日は、ちょっと生体から離れて、電気工作をしてみましょう!今日登場するのは僕だけ・・・かな?

(・・・しっかり見てるぜ!)

では今回ご紹介するのは、自作LEDです!章立てて説明していきますので、ぜひ参考にしてみてください。今回は理論編です!基礎固めをしっかりすることで理解が深まりますよ!

 

LEDテープとは?選び方教えます!

LEDテープとは、LED素子が取り付けられたテープ状のものです。裏に両面テープが張ってあり、自由に(多少の制約はある)切って使うことができます。

 

こちらが私が実際に使用したLEDテープです。画像クリックでリンク先に飛べます。

LEDテープには3528と5050という種類があります。これはLEDの明るさの違いです。消費電力も違いますのでもちろん5050の方が電気代を食いますが、私は絶対に5050をおすすめします。

その理由として、光が相当明るくないと水槽内を照らすには足りないからです。後程電気代のことについてもお話ししますが、とりあえずは5050を使ってみましょう。

そしてその次に、単色かRGBかの二択になります。

単色とは、文字通り一つの色のみを表現します。赤なら赤、白なら白、青なら青といった感じです。

一方RGBの場合、一つの素子が何通りもの光を演出します。そのため色々な色に変更可能だということです。

私は単色をおすすめします。その理由として、白がきれいだからです。単色の場合の白の方がRGBの白よりも相当明るくなります。RGBの白は全ての色を混ぜ合わせて作る白なので、すこしニュアンスが違う色になってしまいます。

そのため単色の白、赤、青を使うことをおすすめします!

 

※注意:RGBと商品欄に書いてあるのに単色の場合もありますので、しっかり確認しましょう。私も戸惑いました・・・

 

何が必要?

水槽用のLED照明を作るには、最低でも

・LEDテープ

・ACアダプター

・ケーブル

・アダプター端子

・取り付け板

が必要です。

これらすべてセットになったものもありますが、私は別々に買いました。そしてACアダプターは家にあったものを適当に使いました。(ここでの適当は適当ではないですよ!)

ケーブルはLEDテープに付属していることが多いです。しかし足りない場合は買いに行きましょう。ホームセンターに売ってる・・・と思います!

その際、被覆が剥いてあるものを選ぶとよいです!

アダプター端子はこちらです。

LitaElek 20個セット 5.5mm x 2.1mm DC 12V電源アダプタコネクタネジ端子アダプタCCTVカメラとLEDテープライト用DCジャック変換プラグ(10 メス + 10 オス)

 ネジで止めるタイプなので簡単にできますよ!

取り付ける板に関しては、金属製のものを選びましょう。LEDからの光は熱を持っていませんが、素子は熱くなってしまいます。

そのためLEDテープをプラスチックや木といった絶縁物に取り付けると熱が逃げなくなってしまいます。なので、アルミ板や銅板につけましょう。

 

ここで豆知識!電気を通しやすいってことは、熱も通しやすいってことだよ!

(・・・めっちゃくわしい!)

 

 

 

 

 私は適当なアルミ板を切りました。先がとがって超危ないのですが、そこをガードするための策もしっかり考えましたのでご安心ください。詳しくは次の記事でお話しします!

一番大事なのはACアダプターです。これは簡単に言えば、LEDテープにはとてもじゃないが大きすぎるし種類も違う家庭用の電圧(100V)を、LEDテープがおいしく電気を食べられるくらいの大きさまで変えてあげましょうね、というものです。

専門的には、交流を直流に変換し、電圧もAC100VからDC12Vまで変換します。

このアダプターがないと動きませんし最悪火事になるので注意してください。

なぜDC12Vなのかというと、それが一般的なLEDテープの定格だからです。それぞれにあった電圧がありますので、しっかり確認しましょう。

 

※注意:たまーに24VのLEDテープがあるから気をつけて!

 

 

 

そしてACアダプターには電圧だけでなく定格電流も記載されています。

~~Aと書いてあるものです。

これはLEDテープを何個まで使えるか、その上限を表していると考えてもいいでしょう。

この定格電流が大きいほど多くのLEDを使えます。電気代は高くなりますけどね・・・

ちなみに、今回作成するのは30cm水槽用のLED照明です。

詳しい計算はあとで書きますが、ざっと計算すると約11Wの消費電力でした!

 

電流と数の関係

ここでは定格電流とLED素子の数について説明していきます。

一般的に、LED素子は5cm刻みでハサミで切れるようになっています。

そしてその5cmに入っている素子の数は3個です。ですので最低でも3個のLED素子がひとかたまりになっています。

先ほども言いましたが、一般的にLEDテープは12Vで点灯します。そしてLED素子1つあたり消費電力は0.24Wです。

つまり、電力の公式に当てはめるとLED素子1つあたりの電流値は0.02Aになります。

専門的なので公式はざっと流しておきましょう。

ですので、一つのLEDで0.02A必要なんだーと頭に入れておいてください。これだけで十分です。

例えば、今回はACアダプターが12V、1Aが定格でした。

※注意:流れる電流は定格の90%の電流値に抑えて!壊れるかもしれないから!

 

 

ということで、1Aの90%である0.9AまでがこのACアダプターが耐えられる電流値になります。

さて、少し計算してみましょう。

今回は30cm用ですので、LEDテープを25cmの幅にすると考えると・・・

 

豆知識! 5 : 3 = x : yという公式を伝授!ここでxには使いたい長さ(cm)を、そしてyを求めよう!

式を変形すると、y = 3 × x / 5 だよ!

(・・・すげえ便利!)

 

 

 

この公式を使うと・・・

5cmでLED素子3個、xに25cmを入れてみて、するとyが15になります。

つまり25cmのLEDテープには15個のLED素子がついているということです。

今回はそれを3本使ったので15×3で45個です。

個数がわかったら次は電流を計算してみましょう。

LED1つあたり0.02Aなので、45個×0.02A=0.9Aです。

ちょうど0.9Aでしたね。 

 

月の電気代はいくら?

電気代・・・気になりますよね?

(・・・めっちゃ気になる!)

 

 

 

 先ほど電流を算出できました。

つまりここから消費電力も簡単に計算できちゃうんです。

消費電力 = 電流 × 電圧

つまり、これまでに得た値を使うと

消費電力 = 0.9A × 12V = 10.8W

約11Wの消費電力ということになります。

ではこの11Wはいったいどのくらいの電気代になるのでしょうか?

1kWh=27円という電気料金を基準にして考えると、

1日8時間使用したとします。それを1ヵ月(30日)使い続けたとすると・・・

なんと71.28円です!

めっちゃ安い!

 

 まとめ

どうでしたか?LEDテープを使ってLED照明を作るにあたって、色々な知識が必要なことに気づかされますね!

一度理解してしまえばあとは応用できますのでしっかり理解したいですね!次の記事で実際に私が行った工程について詳しく説明していきます!ぜひご覧ください!

(・・・ありがとうよくわかった!次の記事も楽しみにしてるぜ!)