自作LEDライト：完全DIYステップバイステップガイド

LEDライトの作り方について。1900年代初頭に概念化されたにもかかわらず、LEDが何らかの形で大量生産されるようになったのは1962年になってからでした。以来、現代社会において、何らかの形でLEDを使用しないテクノロジーインターフェースで一日を過ごすことは事実上不可能なくらい、電気発光を実現する最も重要な技術の一つとなっています。

この普及は、効率性、入手しやすさ、小型化に起因します。簡単に言えば、LEDは楽しく、扱いやすいのです。産業環境でのスマート照明を実現します。それにしても、LEDストリップライトが電球より80%も効率的だとご存知でしたか？ だからこそ、このガイドではLEDのDIYノウハウを紹介します。

LEDライトチューブの作り方

LEDストリップライトとは？

LEDストリップライト

LEDストリップライトは、基本的に一列または基板上に接続された一連のLEDライトです。これをLEDの並列接続と混同しないでください。それでも、LEDストリップライトはアートディスプレイ、建物の輪郭とサイン、手すりや通路の近くの間接照明、キャビネット、キッチン照明に使用できます。

LEDストリップは地元のホームセンターで購入することも、自分で作ることもできます。後者については、このガイドのさらに下で説明します。

LEDライトの仕組み

LEDはLight-Emitting Diode（発光ダイオード）の略です。微視的レベルでは、両側に2種類の異なる不純物がドープされた半導体材料で構成されています。適切な極性で電気がこの半導体材料を流れると、電子が一方から他方へ押し出されます。

半導体内の異なる不純物により、電子は接合部を越える際に低いエネルギー状態へステップダウンします。この「ステップダウン」により余分なエネルギーが生じ、それが光として現れます。

この光は非常に狭い波長であるため、単一の色が放出され、半導体に異なる材料を使用することで赤から青まで調整可能です。

LEDライト

LEDチューブライト製作の前提条件

LEDチューブライトを製作する前に、適切な機器と材料があることを確認する必要があります。したがって、このガイドのセクションでは、この特定のDIYプロジェクトのいくつかの主要コンポーネントをリストアップしました：

1. 半インチ（1.27cm）木製ドウェルロッド
2. エンドキャップ
3. 5m LEDストリップライト（8mm白色PCBフレキシブルリボンストリップ、はんだ不要コネクタ付き）
4. 20ゲージ 2ピン延長ワイヤー
5. 乳白アクリル丸管（直径1-1/2インチ、長さ36インチ）
6. 4ウェイケーブル分岐付き電源アダプター（12V）
7. はんだごて
8. はんだ
9. ワイヤーカッター
10. ホットグルーガン
11. ノコギリ（オプション）
12. ヤスリまたはサンドペーパー（オプション）
13. ドリル
14. マスキングテープ
15. M1.2ネジ

LEDチューブライトの作り方

[動画]

ステップ1

木製ドウェルロッドをアクリル管と同じ長さにカットします。同様に、アクリル管を短くする必要があるかもしれません。いずれにせよ、管とロッドが同じサイズになるようにするだけです。

ステップ2

ロッドの両端に小さな下穴を2つずつドリルで開けます。

ステップ3

延長ワイヤーを取り、ドウェルロッドより数インチ長くカットします。ワイヤーの一端をロッドの端にテープで固定します。ロッドから少しワイヤーが飛び出していることを確認してください。また、ワイヤーが張り、ロッドに平らに密着していることを確認してください。片側を固定したら、もう片側もテープで固定し、ワイヤーがロッドに沿って走り、密着するようにします。

ステップ4

LEDストリップを粘着テープから剥がし、ロッドに貼り付け始めます。このとき、ロッドの端から少なくとも半インチ（約1.3cm）は露出させたままにしてください。

ステップ5

延長ワイヤーの一端を剥き、LEDストリップの端にはんだ付けします（赤をプラス、黒をマイナス）。

ステップ6

次に、反対側の余分なワイヤーを剥き、LEDストリップライトに付属の電源アダプターに接続します。

ステップ7

エンドキャップの中央に小さな穴を2つずつ開けます。M1.2ネジが入る大きさにしてください。それから、エンドキャップの片方の縁近くに、1/4インチビットで大きめの穴を開けます。

ステップ8

LEDを巻いたワイヤー付きドウェルを乳白アクリル管に挿入します。次にエンドキャップを取り付け、アダプターが大きな穴を通るようにします。エンドキャップを木製ドウェルの穴にネジ止めします。

これで完成です。このプロジェクトの最後には、蛍光灯のようなチューブだがLEDライトで構成されたライトチューブができあがります。

LEDライトチューブで色を作る方法

LEDライトチューブ

このプロジェクトをもっとカラフルにしたい場合は、シンプルな暖色ストリップの代わりに、カラーLEDストリップを追加できます。また、赤外線リモコンで制御できるRGBカラーチェンジングLEDストリップを購入することもできます。あるいは、Raspberry Piに接続してプログラミングすることも可能です。

カスタムLEDテールライトの作り方

LEDテールライトを追加して、自分で車をカスタマイズできます。まず、プラスドライバーを使ってテールライトハウジングを取り外す必要があります。次に、ヒートガンを使ってABSプラスチックを成形し、カスタムプレートを作ります。

プラスチックプレート上にLEDグリッドパターンを作成します。次に、ドリル穴に配置するようLED電球/ストリップを取り付けます。抵抗器をLEDに接続し、はんだ付けします。最後に、LEDを車に配線し、ABSプラスチックプレートがしっかり固定されていることを確認します。

クリスマスライトの修理方法

クリスマスライト

クリスマスライトが故障する主な原因は、回路ブレーカー（切れた球）です。ブレーカーを見つけるには、電圧検出器が必要です。クリスマスライトを点灯させた状態で故障箇所を追跡します。故障したLEDを見つけたら、それを取り除き、2つのヒートシュリンクチューブを使ってワイヤーを再接続します。次に、ワイヤーをはんだ付けし、チューブを収縮させます。

DIY LEDライト作業時の注意点

DIY LEDライト

このガイドからわかる通り、DIY LEDライトを扱う際にはかなりのはんだ付け作業を行います。はんだ付けをしたことがない場合、習得のための本やYouTube動画がたくさんあります。弊社からPCBはんだ付けプロセスについて学ぶこともできます。

はんだ付けプロセスは、多くの人を躓かせます。例えば、はんだ付けでミスをしたとき、ワイヤーを無理やり引き抜こうとします。代わりに、ワイヤーをはんだ吸い取り器（はんだシュッター）、はんだ吸い取り線、またははんだ吸い取りピンセットを使って、はんだを除去（ディソルダー）すべきです。

また、LEDストリップ上のData inとData outの表示ピンと矢印には常に注意を払ってください。これらは本質的にLEDの流れ方向です。矢印が同じ方向を向いていることを確認してください。

最後に、正しいピンをはんだ付けしていることを確認してください。プラスとマイナスのピンを混同しないでください。

結論

LEDは楽しく、扱いやすいです。マイクロコントローラーで作業している場合でも、シンプルなRaspberry Piプロジェクトを探している場合でも、最も簡単で有用なアイデアにはLEDが関わっている可能性が高いです。それでも、上記のガイドでは、いくつかの高度だが実用的なLEDプロジェクトアイデアを紹介しました。LEDライトチューブの作成からクリスマスライトの修理まで。したがって、これらのアイデアのどれかが役立つはずです。いずれにしても、このガイドを読んで楽しんでいただけたことを願っています。読んでいただき、ありがとうございました。