LEDについて発光ダイオードは、1960年代初頭から電子機器に使用されてきました。その後の数十年間で、その機能と用途は爆発的に増加し、これらのデバイスは街路を照らしたり、電池で何時間も懐中電灯を点灯したり、テレビやコンピューターの画面に電力を供給したりと、それほど昔には想像もできなかったようなことが可能になりました。
COB LEDとは何ですか?
1960年代からLEDが変化した点の1つは、スルーホール部品からはるかに小型の表面実装デバイス（SMD）へと小型化が進み、現在では COB（チップオンボードLED）。これらの大型 (または低密度) スタイルがすぐになくなることは絶対にありませんが、COB LEDは信じられないほどの「ルーメン密度」を備えています。実際、COB LEDは、スルーホール技術と比較して表面積あたりの光量の約40倍、表面実装LED技術と比較して約10倍の光量を放出できます。
COB LEDの驚異的な照明機能の秘密は、1つの目立たないはんだ付けモジュールに複数のLEDが収容されていることです。つまり、LED照明セットアップを組み立てるプロセスでは、個々のLEDを取り付ける必要はありません。COBでは各ダイオードを個別にパッケージ化する必要がないため、時間がかかり、スペース的にも比較的非効率的です。ここでは、1つのコンポーネントを配置するだけで、限られたスペースに複数のLED (多くの場合、数百個) を設置できます。
COBライトを使用する場所
他のテクノロジーと同様に、COB照明の使用が不適切となる可能性のある考慮事項がいくつかあります。まず、非常に多くのLEDが狭いスペースに詰め込まれているため、これらのユニットの1つは 大量の熱を発生するLEDは白熱電球に比べて非常に効率的ですが、個々の光/熱放射体の数が膨大になるため、効率が悪くなります (後ほど説明します)。これらのデバイスの駆動も複雑になる可能性があります。CR2032バッテリー間で2本のリード線をまたぐだけでは不十分だからです 。COBライトを動作させるには、多くの場合、30 VDC以上の電圧を生成する必要があります。
もう1つの考慮事項は、従来のLEDほど多くの色が用意されておらず、この新興技術ではアドレス指定機能や色変更機能が (今のところ) 不明であることです。また、COBは単一のダイオードよりも点光源が少ないため、ビームを適切に向けるには、非常に大きな反射鏡アセンブリが必要になる場合があります。
最後に、もしあなたがまだそれを手に入れていないのであれば、それが公平かどうかは別として、それを使うのをためらうかもしれません。この記事の残りの部分では、COB LEDを使って行った実験について少し説明します。
COB LED分解
無傷のCOB、およびコーティングが部分的に削り取られて個々のダイオードが露出したユニット
COB上の実際のダイオードがどこにあるか疑問に思っている方のために説明すると、ダイオードは、電源が入っていないときのCOBが目玉焼きのような外観になる特殊な蛍光体コーティングの表面のすぐ下にあります。これにより、適切な色合い、つまり波長の混合の白色を放射できるようになります。これを削り取ると、その下のLEDが見えます。しかし、これを2回試してみたところ、想像以上に難しく、その過程でCOBを損傷する可能性が高いことがわかりました。それでも、上記の違いを見れば、米国の25セント硬貨ほどの大きさの円の中に、どれだけの小さなライトを詰め込めるかがわかります。
PWM制御の明るさ
前述のように、使用されているLEDの数を考えると、これらのCOBユニットは非常に熱くなりますが、最初に実験したときには、そのことが気に入りませんでした。実際、テストした最初のユニットの接続はすぐに破壊されました。最終的に、この記事のために入手した中で最も小さいCOBの1つを使用しました (他の状況では、非常に大きなヒートシンクになっていたでしょう)。また、これらのユニットは非常に明るくなることも注目に値します。いくつかの初期実験の後、サングラスを着用した状態でディフューザーシュラウドの下でテストが行われました。
もう1つの考慮事項は、私が通常使用している電源の定格は30 Vであるのに対し、テストしたユニットの仕様は公称約35 Vであることです。これは、このより高い電圧に対応できる電源を実装することを意味しました。それがうまくいったので、電流を制限して明るさを変える実験をしました。これはある程度は機能しますが、私の特定の設定では制御がやや困難でした。
PWM制御の設定
次に、 FQP30N06L MOSFETと Arduino Nano Everyを介してPWM制御を使用することにしました。これには、ピン3をPWM出力として使用し、200オームの抵抗を介してMOSFETゲート ピンに接続された、組み込みの「フェーディング」例のわずかに変更されたバージョンがロードされました。COB電源を34.5Vに設定し、このMOSFETをPWM「アナログ」出力でサイクルすると、COB LEDは通常のLEDのように上下に変化します。さらに、より強力なCOBで起こっていることを反映するために、出力ピンに5mmのスルーホールLEDを直接追加しました。
電圧と電流はどちらもFQP30N06Lの仕様であるそれぞれ60Vと32連続アンペアの範囲内であったため、これは期待通りに機能しました。このタイプのMOSFETには問題はありませんが、言うまでもなく、Arduinoの出力はここで必要な種類の電力を供給するのにはまったく不十分です。また注目すべきは、名目上は表面実装部品であるにもかかわらず、テストしたCOBユニットにワイヤを手作業ではんだ付けするのがかなり簡単だったことです。
結論
COB LEDを実際に使ってみると、小さなパッケージから非常に明るい光を生み出す驚くべき能力があることがわかります。一方、電力要件は単一のLEDよりも少し厳しく、色とテクノロジーのオプションも少なくなります。同様の実験を行うことにした場合は、目を保護することや、当初予想していたよりも大きなヒートシンクを使用することなど、必要な予防措置を必ず講じてください。
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