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   光の三原色体験盤
 
昨年、古河市主催の「青少年のための科学の祭典」に古河アマチュア無線クラブから出展展示品のひとつとして、一極モーターを作りましたが、今年はスイッチ操作で赤、緑、青の光を合成させる光の三原色体験盤をつくりました。
 
照明部分は市販の乾電池式ライトを改造して使いました。
 
 
 上の写真は外観です。 緑色のLEDを点灯させたところです。
 

 下の写真はライトレンズを外したものです。ライトのレンズの下は豆電球と乾電池ケースでしたが、切り取り、ベースの板に缶詰の空き缶をはめ込んで取り付けました。
元のライトは古河クラブ旅行会宴会の抽選会で当たった賞品で、オーム電機製 型番 SL-143/R です。

ベースの板に直接 LED 基板を取り付けると製作は簡単ですが、ライトのレンズと LED との距離は6〜8cm 離した方が、レンズに光が広く映ることを確認したので、空き缶をはめ込んで接着剤で固定し、ライトレンズと発光ダイオードとの距離を稼ぎました。

空き缶をはめ込む丸穴は「引き回し鋸」で丁寧に明けました。
ベース板の裏側は缶の厚みより大きい幅の2本の足を付けてまな板状にして、ニスを2度塗りました。
 
 
三色発光部
 
LED は秋月電子の PARA EP204K-35RGB 三色発光ダイオードを使いました。
この発光ダイオードは透明プラスチックケースの中に、赤・緑・青の発光ダイオードが入っています。 プラスチックケースは凸レンズ状なので光軸が広くなっています。

下の写真のように、プリント配線パターンを起こすほどの配線は無いので両面蛇の目基板をカットして作りました。 基板は同サイズのベースを作り、缶に両面テープでベースを接着ました。
 
発光ダイオードの順方向電圧は、赤色 2V  緑色と青色 3.5V とデータシートにあります。 電流値を合わせるために抵抗器を直列、並列にして各種抵抗値でテストしましたが、合成したときの色合いは重要ではないので、各色のダイオードとも直列に入れた抵抗は270Ωにしました。 

電池電源 4.5V のとき、各色のダイオードと 270Ωを直列にしたときの電流値は
   赤色: 9.1mA
   緑色: 5.4mA
   青色: 5.0mA
でした。
 
  
 
赤・緑・青のスイッチを操作して発光ダイオードを点灯、色の合成を子供達に理解してもらいます。
 
3色発光ダイオードの明るさを可変抵抗器で調節すると色合いの変化がいろいろ見られると思いますが、一人で時間をかけて楽しむのでなく、大勢の子供達に操作して、見てもらうため、スイッチ操作式にしました。

自動的に色合いを変化させる基板を以前作ったことがあります。これは色合い調節にマイコンを使い、発光ダイオードに供給する電流は変えず、パルス幅を変える方法にしました。 単に可変抵抗器で電流を調節する方法は、明るさの変化範囲が狭くなるでしょう。

2009.10.24