８／８（月）　電圧追いかけの基礎　／　ＬＥＤ



  1. 電気屋さんの世界の，「電圧」とは？

さて、中学理科での電気回路はだいぶわかってきましたか。
それでは再び、電気屋さんの回路に戻りましょう。

まずは、抵抗３本の直列回路です。電源電圧はおやくそくの
通り、５ｖです。回路図は，こうやって書くんだよね．



分圧の考え方によれば、
ＢＣ間の電圧は１．２ｖ
ＣＤ間の電圧は１．６ｖ
ＤＥ間の電圧は２．２ｖ　ですね。

ＣＥ間の電圧は３．８ｖ
ＢＤ間の電圧は２．８ｖ　なのもわかります。

ここで、電位を考えましょう。
Ｅ点は、電池の－です。GNDともいいます。地面ですね。

で、高さと言えばふつう地面からの高さを測ります。つまり、地面が基準なん
ですね。
同様に、電池の－（GND）を、電位の基準点ということで、電位０ｖとします。
つまり、Ｅ点は、電位０ｖです。

すると、Ｄ点は、Ｅ点よりも２．２ｖ高いので、
Ｄ点の電位は、２．２ｖ

Ｃ点は、Ｅ点よりも３．８ｖ高いので、
Ｃ点の電位は、３．８ｖ

Ｂ点は、Ｅ点よりも５ｖ高いので、
Ｃ点の電位は、５ｖ

となります。

つまり、
◎点の電位とは、基準点であるＥ点（GND）からの高さのこと
　　　　　　　　　　　↓
◎点の電位とは、◎点とＥ点（GND）との高さの差のこと
　　　　　　　　　　　↓
◎点の電位とは、◎点とＥ点（GND）間の電圧のこと
　　　　　　　　　　　↓
◎点の電位とは、◎とGND(電池の－)との間の電圧のこと

つまり、電位とは、電池の－を基準とした時の、各点の電位のことなのです。
そして◎点の電位は、◎点と電池の－との間の電圧のことなのです。

だから、電位を測ることは、簡単です。電圧計や、テスター（電圧計モード）で
測ります。
電圧計を用意して、電圧計の－（黒い端子）を電池の－につなぎ、電圧計の＋
（赤い端子）を、測りたい部分（○点）に当てます。これで電位が測れます。
例えば，上図の電圧計の針は，Ｃ点の電位（3.8v）を示します

そして、やっかいなことに、
電気屋さんの世界では、この「電位」のことも、「電圧」というのです（汗）
むしろこの世界では，電圧と言えば，ふつうは電位のことを指します．

上の例では

Ｃ点の電圧は、３．８ｖ　→これは「Ｃ点の電位」の意味
ＢＤ間の電圧は、２．８ｖ　→これは純粋に「ＢＤ間の電圧」の意味

見分けるポイントは、
○点の電圧　のように、対象が１点なら、電位の意味
○○間の電圧　のように、２点間の電圧なら、純粋に電圧（＝電位差）の意味


回路図上にこのように、電圧（電位）を書きます

課題１

Ｂ～Ｆ点，それぞれの電圧は？

※このマークは、GNDマークといって、電池の－を表すだけでなく、電圧（電位
）の基準を表すマークなのです。




図を見てください。
普通は，＋（）と－（）の間には、直列につながった部品は複数あるので、
①のラインのように、＋（）から－（）にかけて、電圧は徐々に下がっていき
ます。分圧だから、当然ですよね。

もちろん，②のラインのように、＋（）と－（）の間に部品が１個しかないな
ら、電圧は一気に５ｖから０ｖに下がります。

また、Ｃ点とＨ点の電圧は同じですね。そう、電線では電圧（電位）は下がりません。
Ｒなどの部品を通ると、電圧（電位）は下がります。まさに、電圧降下（電位降下）
ですね。

※もちろん、電線が長すぎると、電線でも電圧が落ちます。

課題２
ふだんは電線のＲは無視する（無いものと考える）が、本当は、電線には、小さいながらもＲは
ある。特に、電線が細いと、電線のＲは大きくなる（Ｒは、長さに比例し、断面積に反比例する
）。上の図の「細い電線」は、電線１ｍあたりのＲはいくつか。

※外付け電源のロボットの場合、電源ケーブルが長すぎて、ロボットの電源電圧が低くなってしまったという話を聞きます。それは、
この「電源ケーブルの抵抗」が原因です。
　上の図では，ロボットをＲBと見立てると（ロボットだって抵抗の一種），ロボットには４ｖしか来ていませんねえ．
　そのぶん電源電圧を高めに送っておけばいいじゃないかって？ロボットに流れる電流Ｉは一定ではないので（ＲBが一定ではない）、
そんなことしたら、電流Ｉが少ない時は電圧が上がって、ロボットが壊れちゃいます

　だから，電源線は、ある程度の太さのものを用いましょう。特に、電源ケーブルを長くする時は、太めの電線を使いましょう．

．．．でも、電線が太すぎると、重いんだよな～　持ってられないよ　それに、値段も高いし


    


  2. 故障箇所はどうやって見つけるのか

さて、正常に動作していれば、各部の電圧（電位）は上記のようになります。
＋（）から－（）へ、徐々に電圧が下がっていきます。テスター（電圧計モー
ド）を当てれば、各部の電圧を測れます。で、各部の電圧は上記のようになるはずで
す。めでたしめでたし。

．．．それはいいのですが、では、
配線ミスをすると、どうなるでしょうか？

答：マシンが動かない or 誤動作する　　　　　　正解です　そりゃそうだ

直さないとねえ

でも、どうやって故障箇所を見つけるの？

答：各部の電圧（電位）をテスターで測り、正しい電圧と比較して、おかしい部分を
特定し、故障箇所を見つけるのです

それだけで、故障箇所がわかってしまうのです。慣れればね。すごいですね。
これを、「電圧追いかけ」と言います　理科部用語です。世間では通じません



愛の劇場

Ｔ君と先生　その１：

Ｔ君「先生、ロボットを作ったのですが、動かないんです。直してください」
先生「電気のプロになりたいんだろう。故障箇所くらい、自分で見つけられないといけないよ。
テスターは？」
Ｔ君「家に忘れてきました」
先生「君はいったい、何しに学校へ来ているのかい？」
Ｔ君「勉強をしに来ているんです。部活はひまつぶしです」

ちゃんちゃん

Ｔ君と先生　その２：

Ｔ君「先生、機械が動かないんです。直してください」
先生「電気のプロになりたいんだろう。故障箇所くらい、自分で見つけられないといけないよ。
テスターを用意して。」
Ｔ君「はい。準備します」
先生「では、電圧追いかけで、故障箇所を探して。」
Ｔ君「はい。わかりました」
（３時間後）
Ｔ君「ずいぶん探したんだけど、どこも壊れてません」
先生「でも、動かないんだろう？」
Ｔ君「ええ。だから、おかしいんです。でも、壊れてないんです」
先生「どっちだよ！」
Ｔ君「だって、３時間、目を皿のようにして基板を見たんですよ。回路図とも見比べたんですよ。
でも、配線はどこも間違ってなかったんですよ」
先生「。。。目視で故障を見つけようとしたの？そんなの無理だよ。君は、電圧追いかけの意味を
わかっているのか？」
Ｔ君「基板を調べること」
先生「見て調べろなんて、誰が言った？じゃあ、テスターをなぜ出したんだ？」
Ｔ君「先生が直してくれると思ったから」

ちゃんちゃん


　目視だけで故障箇所を見つけるのは、かなり無理です。まったくできないとは言い
ませんし、目視で故障が見つかることもあるのですが、普通は、電圧追いかけで故障
箇所のめぼしをある程度つけたあと、目視で故障箇所を発見します．つまり，目視は
補助的に用いるのです．


※でも、素人さんは、目視だけじゃだめだよと何度言っても、目視で故障を見つけようとするんだよ
ね。でもそれは，ウォーリーを探すのよりも何十倍も難しいぞ。
　みんなは、電圧追いかけをできるようになって、テスターで故障を見つけられるようにしましょう。



さて、
つくったマシンが動かない時の、故障原因ベスト６は？
（プログラムミスを除く）

１位：電源の＋と－がショートしてて、電池が熱くなる
２位：ハンダ付け不良にょる断線　電線の断線
３位：電池が減ってきて動かなくなった
４位：コネクタの接触不良※1
５位：基板上のハンダ付け不良によるショートやブリッジ※2　電線の付け根がショー
ト
６位：配線ミス　配線忘れ

※1 コネクタピンの半田づけ不良や、コネクタピンを奥まで押しこんでない
※2 本来つながってはいけない隣り合ったランドが、電気的につながってしまうこと．ここではこれもショートの１つとして考えます．


そこで、つくったマシンが動かない時は、どうするか？

手順１　真っ先にまず、（電源ＳＷがONの状態で）電源電圧を測れ　ついでに、
電池が熱くなっているかを触って調べろ

電圧追いかけよりも先に、まずはこれですね。

　上記のうち１位と３位は、（電源スイッチをいれた状態で）電池の両端の電圧を測
れば、一発でわかります。
０ｖに近ければ、１位
４ｖ以下であれば、３位　です

さらに、１位が起きていると、電池がどんどん熱くなります．そのまま放置すると，
電池ボックスから煙がもくもく発生し、熱で電池ボックスが溶けます。本当です。
火事になるよ。

　だから、真っ先に電源電圧を測る＆電池の温度を見る習慣は、忘れないでいてくだ
さい。

なお、一度でも発熱発煙してしまった電池ボックスは、端子が変形してしまうので、
接触不良を起こしてしまい、もう使えません。捨ててください。電池自体は（もし
残量があるなら）使えます。

　で、どうやって直すかですが，
３位の場合、電池を交換すれば済みますが、
１位の場合、どこかがショートしていることは間違いないですが、具体的にどこが
ショートしているのかは、わかりません。電圧追いかけは，ショートの場所を見つ
けることはできないのです．

では，どうするか？そう．目視で，故障箇所を見つけるしかないのです．

．．．つらいですよね．だいいち，これが故障の１位だよ．

そこで，半田づけの順番を工夫することで，１位の故障箇所を見つけることができま
す．

　（１）まず，－のラインを最初に全部半田付けします．－ラインにつながる部品を
全部つけてしまいます．
　（２）次に，＋ラインを少しずつ半田付けしていきます．そして，こまめに＋と－
の間の導通チェックをし※，導通していたら，それはショートですので，その部分の
半田付けが＋－ショートしています．導通していなかったら，その部分はＯＫですの
で，また少し半田付けして，また＋と－の間の導通チェックをし．．．を繰り返して
いきます．
　（３）そして，その他の部分を少しずつ半田付けしていきます．そしてこまめに＋
と－の間の（以下同文）


※導通チェックは，デジタルテスターとアナログテスターでは，やり方が異なります．
デジタルテスターなら，普通は導通モードがついているので，これで行います．赤い棒を＋ライン
に，黒い棒を－ラインにつなぎます（常識ですね）．もし導通していたら（つまり抵抗が０Ωに近
かったら），ピーと音がなります．それはショートです．
アナログテスターなら，抵抗モードの「×１レンジ」で行います．０Ω調整をした後（後述します
），黒い棒を＋に，赤い棒を－につなぎます（これは後述しますが，アナログテスターのみの約束
事です）．０Ωに近いなら，それは導通しています．ショートです．


手順２　１位と３位が大丈夫なら，次は電圧追いかけで故障箇所を見つけよ

これは、２位，４位の故障箇所をすべて見つけることができます。６位もある程度見
つけることができます。

つまり、電圧追いかけは、ショート以外なら、たいていの故障を発見できるのです。
特に、断線系の故障（２位、４位）は、ほぼ確実に故障場所を特定できます。まさに、
ほぼ万能の診断法ですね。必ずみんな、電圧追いかけができるようになってください。

※６位は，電圧追いかけでは，完全に故障箇所を特定することはできません．でも，だいたいの故障
箇所はわかります．そのうえで目視で探せば，配線間違いは目視でも見つけやすいので，だいたいは
発見できます．

※え？５位は見つけられないのかって？　後述しますが，５位を見つけるのは大変難しいです．


    


  3. 電圧追いかけの実際

さて、電圧追いかけによる、故障場所の見つけ方を、実例をあげて説明しましょう。

例えば、各部の電圧が、次のようになったとしましょう。

　
※青い線の書いてある基板図は，裏面図です．写真は上面図です．

B,C,D,E,F,G,H,Jは，基板の裏から，半田の表面にテスター棒を当てて測ります．
B=5v  C=5v D=5v  E=0v F=0v  G=0v  H=5v  J=0v　でした．

P,Q,r,S,T,U,W,Xは，基板の上から，抵抗のリード線にテスター棒（赤）を当てて
測ります．
P=5v  Q=5v  r=5v  S=5v  T=0v  U=0v  W=5v  X=0v　でした．

さて，どこが故障箇所でしょうか？

　断線系の故障の場合は、特徴があります。

＋（）から－（）までのラインを，上流（＋）から下流（－）へ，
テスター（電圧計モード）で電圧（電位）を測りながら，徐々に下っていきます．

すると，
・電圧が５ｖから０ｖに急変する箇所※がある。その部分は本来は電線なので，
電圧が変化するはずはないのに，電圧が急変している．
・その箇所よりも上流（＋側）は，すべて５ｖである．その箇所よりも下流
（－側）は，すべて０ｖである．ライン上に部品があっても，電圧は変わらない．

例えば，上の図で，まずＨ～Ｊのラインを調べましょう．Ｈ，Ｗ，Ｘ，Ｊと電圧を
調べながら，下流へ下っていきます．その電圧が，上の図に書いてあります．
．．．どうやら，Ｈ～Ｊは大丈夫なようですね．


次に，Ｂ～Ｇのラインもあたりましょう．
Ｂ，Ｐ，Ｑ，Ｃ，Ｄ，ｒ，Ｓ，Ｅ，Ｆ，Ｔ，Ｕ，Ｇと当たっていきます．

．．．すると，Ｂ～Ｇのラインは，おかしいです．
Ｓ点とＥ点の間で，電圧が５ｖから０ｖへと急変しています．ＳＥ間は電線（ていう
か，４７０Ωのリード線）ですから，ここで電圧が急変するはずがないのです．
そして，Ｅ点よりも下流はすべて０ｖだし，Ｓ点よりも上流はすべて５ｖです．
１００Ωの両端は，本来は電圧が変化するはずなのに，同じ電圧になってます．

つまり原因は，ＳＥ間の断線　簡単に言えば，Ｅ点の半田付け不良だと，わかります．

さて，
なぜこのような電圧になるのか？
それは，

断線は，Ｒ＝∞Ωの抵抗と同じ

だからなのです．え？わからない？　それでは，分圧を考えてみましょう．



Ｖ1：Ｖ2：Ｖ3：Ｖ4＝１００Ω：４７０Ω：∞Ω：１００Ω

Ｖ1＋Ｖ2＋Ｖ3＋Ｖ4＝５(v)

よって，Ｖ3＝５(v)，Ｖ1＝Ｖ2＝Ｖ4＝０(v)

ほらね．

課題３　下の図で，電圧分布は次のようになりました．

　

B,C,D,E,F,G,H,Jは，基板の裏から，半田の表面にテスター棒を当てて測ります．
B=5v  C=4.3v D=4.3v  E=0.7v F=0.7v  G=0v  H=5v  J=0v　でした．

P,Q,r,S,T,U,W,Xは，基板の上から，抵抗のリード線にテスター棒（赤）を当てて
測ります．
P=5v  Q=4.3v  r=4.3v  S=0.7v  T=0.7v  U=0v  W=0v  X=0v　でした．

さて，故障箇所はどこでしょうか．


    

愛の劇場

Ｔ君と先生　その３：「部品のせいにするな」

先生「ロボットはできたのか？」
Ｔ君「ロボットはできたのですが，動かないんです」
先生「それは，できたとは言わないんだよ」
Ｔ君「だって，部品が壊れているんです」
先生「どの部品が壊れているの？」
Ｔ君「わかりません」
先生「おいおい，だいいち部品が壊れているなんて，どうして断言できるんだよ？」
Ｔ君「だって，どこもおかしくないんです．３時間基板を見まくったけど，どこもおかしくないんで
す．そしたら，部品のせいしか考えられないじゃないですか」
先生「つまり，目視調査しかしてないのか？」
Ｔ君「そうです」
先生「それで，自分の半田付け技術は１００％完璧だと信じていると」
Ｔ君「だって，見た限りでは大丈夫ですし」
先生「それで，部品のせいにしたと」
Ｔ君「だって，それしか考えられないじゃないですか」


電気屋さんの世界には，格言があります

「素人ほど、故障を部品のせいにする」

どこがおかしいの？と、聞かれた時、根拠もなく真っ先に
「部品が壊れたから」「部品が変なんです」「部品が熱で壊れたからです」と答える
のは、大変みっともないことだと、肝に銘じてください。

電気屋さんとしては、はっきり言って失格です．
こんな台詞は，破門（除名処分）に近いセリフなのです．

先生「人（部品）のせいにするな！　お前のハンダ付けが悪いんだろう！」

今の部品は、たいへん丈夫です。ＩＣには保護回路が完璧に働いていますし，半導体
自体もたいへん丈夫になりました．
日本の技術を、アジアの技術をばかにしてはいけません。
５年も１０年も使って壊れたのなら、部品の故障の可能性もありますが、
作ったばかりの機械が動かないのは、部品のせいであることは９８％ありえません。

唯一、部活でよく使うラインセンサRPR-220（オムロン製）の赤外LED部分は、配線ミスや、テスタ棒
の当てミス（ショート）などで、壊れることがあるようです。この部分はけっこう弱く，素人さんほ
ど頻繁に壊しています。それが２％分。
これのチェック方法は、後に説明します。修理法は、センサ交換しかありません。
※なお，センサのフォトトランジスタ部分が壊れることは、９９．９％ありえません。


Ｔ君と先生　その４：

（その３の続き）
先生「半田付けのせいだと，どうして考えられないんだ？」
Ｔ君「じゃあ今から全部溶かしてつけなおします」
先生「そんな盲目的な手法では，プロ失格だろう．電圧追いかけは行ったのか？」
Ｔ君「そんなことをして，何かメリットがあるのですか？」
先生「どこが故障しているのかを見つけるんだよ！」


Ｔ君と先生　その５：

（その４の続き　約３時間後）
先生「何をやっているんだ？」
Ｔ君「新しい基板で，また初めから作っているんです．」
先生「（絶句）」
Ｔ君「だって，どの部品が壊れているか，わからないじゃないですか．それなら，初めから作ろうか
と」
先生「だからぁ，部品が壊れてるなんて根拠は，どこにもないだろう！」
Ｔ君「だって，仮に先生の言うとおり半田付け不良だとしても，どうせ半田付けをし直すんだから，
１から作ったって同じでしょう」
先生「故障している半田付けだけ，直せばいいじゃないか」
Ｔ君「どうやって故障箇所を見つけるんですか？」
先生「だから電圧追いかけで見つけるんだよ！」

※素人さんは，なぜか電圧追いかけを絶対にしたがらない

Ｔ君「まあ，もう始めちゃったから，このまま作らせてください．電圧追いかけなんてやるよりも，
１から作っちゃった方が，絶対早いですって」
先生「んなばかな！本気で言っているのか？」
Ｔ君「まあ見ててください」

（２週間後　笑　※ちなみに，電圧追いかけで直せば，１０分で直る）

先生「．．．何をやっているんだ？」
Ｔ君「また動かなかったんで，また１から作っているんです」
先生「君は部活を破産させる気か？」
Ｔ君「ところで，部品が足りないんですけど」
先生「．．．それはなぜか，わかるかい？」
Ｔ君「先生が部品を買いに行かないから」

ちゃんちゃん


    


  4. 発光ダイオード(LED)と，分圧

ＬＥＤだって，モータなどと同じく，広い意味では，Ｒの一種です．
ただし，ＬＥＤの両端の電圧は，電流の量にかかわりなく，ほぼ一定です．
これを，「定電圧性」といいます．



一般的な，赤や緑や黄色のLEDで説明すると，
LEDの両端の電圧Ｖ2は，電流Ｉの量に関わりなく，常に２ｖ程度で一定です．
Ｖ2がそうなるように，ＬＥＤの抵抗Ｒ2が自動変化するのです．
そりゃ，多少は変化するのですが（Ｉが増加すれば，２．５ｖ位までは上がる），
Ｖ2はほぼ一定なのです．これが，「定電圧性」です．


電源の電圧Ｖを変化させると，電流Ｉは変化しますが，Ｖ2は２ｖ程度で一定です．

では，電源の電圧Ｖが１．５ｖだと，ＬＥＤ両端は２ｖになるのか？．．．なりま
せん（笑）
というか，２ｖ以下では，ＬＥＤは光らないのです．電流Ｉも流れません（つまり
Ｒ2＝∞）

だから，ＬＥＤを光らせるには，電池１個では無理です．電池は２個要ります．

また，ＬＥＤを光らせる時は，上図のように，必ずＲ1を直列につないでください．
絶対です．電源にＬＥＤを直結してはいけないのです．

なぜか？

ＬＥＤは，Ｉがだいたい５０mAを超えると，壊れます．

Ｒ1をつながず，電源とＬＥＤを直結すると，どうなるか？



図で，Ｖ＝Ｖ2です．電源電圧Ｖが２ｖ以下だと，ＬＥＤは光りません．
逆に，Ｖが２ｖを少しでも超えると，ＬＥＤの内部の抵抗Ｒ2は，Ｖ2を２ｖにしよう
として変化します．ところが，Ｒ2がどんなに小さくなっても，Ｖ＝Ｖ2なので，Ｖ2は
２ｖ以上です．それでもＬＥＤは，Ｖ2を少しでも下げようとして，健気にＲ2をどん
どん減らします．その結果，Ｉが５０mAを超えて，ＬＥＤは壊れてしまうのです．



そこで，Ｒ1を直列につなぐと，Ｖ2が高すぎたら，ＬＥＤはＲ2を小さくします．Ｒ1
は一定なので，分圧の考え方により，Ｖ2は下がります．逆にＶ2が低すぎたら，
ＬＥＤはＲ2を大きくします．これにより，Ｖ2は２ｖ一定に保たれるのです．


さて，
Ｒ1を決めれば，ＬＥＤの電流Ｉが決まります．

ＬＥＤに流す電流は，５～１０ｍＡが最適です．
１ｍＡでも光ることは光りますが，かなり暗いです．
逆に，１０ｍＡ以上流しても，あまり明るさは変わりません．無駄です．
５０ｍＡ以上流すと，壊れます．

特に，ＩＣにＬＥＤをつなぐときは，５ｍＡ程度にします．１０ｍＡは流しすぎです．

さて，Ｉがそうなるように，Ｒ1を決めてみましょう．計算してみましょう．
Ｒ1の値を計算できることは，電気屋さんの初歩の初歩です．絶対にできるようになり
ましょう．

例えば，電源電圧が５ｖの時，Ｉを５ｍＡにしてみたいと思います．


Ｖ2＝２ｖで一定なので，自動的に，Ｖ1は３ｖで一定です．Ｉ＝５ｍＡなので，Ｒ1
に注目すると，

Ｖ1＝Ｉ×Ｒ1

３＝５×Ｒ1　　　Ｒ1＝０．６ｋΩ＝６００Ω

とわかります．

普通，電源が５ｖの時は，Ｒには４７０Ωを用いることが多いです．１ｋΩでもいいけ
ど，少し暗いかな．

課題４　上の図で電源電圧５ｖ，Ｒ1＝４７０Ωの場合，電流Ｉは何ｍＡか？
小数第１位まで求めよ．


課題５　電源電圧は９ｖ（高いなあ），ＬＥＤの両端電圧Ｖ2が２ｖである
とする．

（１）図のＢ点の電圧（電位）は，いくつか．
（２）Ｉ＝５ｍＡにしたい．Ｒ1はいくつにすればよいか．



※ＬＥＤは，電池２個の場合に限り，Ｒ1をつながずに，直結してもよいです．



電池２個の電圧Ｖはいつも３ｖなわけではなく，電流が流れると少し電圧が落ちます．２．５ｖくら
いには下がってくれます．
また，ＬＥＤ両端電圧Ｖ2も，厳密に２ｖで一定なわけはなく，電流Ｉが増えれば，２．５ｖくらいに
は上がります．よって，Ｖ＝Ｖ2になり，そのときの電流Ｉは，５０ｍＡ以下で収まります．まあ，多
めは多めなのですが．

でもこれは，電池だからできる技であり，電源装置につなぐなら，Ｒ1を省略することは厳禁です．
電源装置だとＶが下がらないので，ＬＥＤには過酷です．

また，電池でも，本来，Ｒ1を省略することは，あまりやってほしくはありません．
難しいことを抜きにした中学校の理科の実験程度なら別ですが，電気屋さんを名乗るなら，Ｒ1を省略
するのはできるだけやめましょう．

※ＬＥＤの両端電圧Ｖ2は２ｖ程度，と書きましたが，ＬＥＤの発光色により多少異なります．
だいたいの傾向ですが，赤は２ｖでも少し小さめ，緑は２ｖより少し大きめ，黄色はその中間くらい．
最近ずいぶん普及した青や紫は３．５ｖくらい（最近は３ｖのものもあるようです）．
赤外線ＬＥＤは１．１ｖ程度．

傾向として，光の波長が長いとＶ2は低く，波長が短いとＶ2は高めになります．え？波長とか言われて
もわからない？虹をイメージしてください．紫に近いほどＶ2は高めに，赤に近いほどＶ2は低めになり
ます．赤外線は，赤よりもさらに低い．

だから，電池でＲ1をつながずに光らす場合，青ＬＥＤは，電池３個で光らせます（最近は，電池２個
で光るものもあります）．赤外線ＬＥＤは，電池１個でも光ります．．といっても，赤外線だから，
光ってるのは見えないけどね（笑）
赤外線ＬＥＤが光っているのを見るには，ビデオカメラを通して見るか，携帯電話のカメラで見てみ
てください．赤外線の光が見えます．


    


  5. ＬＥＤを逆つなぎすると

ＬＥＤを逆向きに半田付けしてしまうことは，よくあることです．

その場合，各部の電圧は，どのようになるでしょうか．

　
え？LEDとＲが重なってるって？　写真を見れば分かる通り，この場合は，立体的に問題ないでしょ．

各部の電圧は，
B=5v  P=5v  Q=5v  C=5v  D=5v  r=5v  S=0v  E=0v

電圧から判断すると，ｒとＳの間で断線している，つまり，「ＬＥＤの内部が断線し
ている」ということになります．しかし，今の部品は丈夫なので，ＬＥＤ自体が壊れ
ることは，９９．９％ありえません．

このような場合，多くは，ＬＥＤのＡとＫを逆につないでしまっているのが原因です．

　あえて回路図で書けば，こういうこと

ＬＥＤは，ダイオード（Ｄ）の一種です．ＡからＫへは電流が流れますが，ＫからＡ
へは電流が流れません．（ＬＥＤのＲ2＝∞Ωになります）．Ｒ2＝∞．．．そう．断線
と同じですね．

ちなみに，ＬＥＤを逆つなぎしても，ＬＥＤ自体が壊れることはほとんどありません．
なぜなら，電流Ｉが流れないからです（ＬＥＤは，電流Ｉ＞約５０ｍＡで破壊）．
もちろんＶ2に１００ｖもかけたら壊れますが，５ｖ程度ではびくともしません．


課題６　故障箇所はどこか？
　
B=5v  P=5v  Q=5v  C=5v  D=5v  r=0v  S=0v  E=0v
F=5v  T=5v  U=0v  G=0v

課題７　故障箇所はどこか？
　
B=5v  P=5v  Q=5v  C=5v  D=5v  r=5v  S=0v  E=0v
F=5v  T=0v  U=0v  G=0v
ヒント：故障は１箇所ではない

課題８（やや難）　故障箇所はどこか？
　
B=5v  P=5v  Q=3.4v  C=3.4v  D=3.4v  r=3.4v  S=3.4v  E=0v
F=3.4v  T=3.4v  U=0v  G=0v


    


  6. ショートを見つけるのは難しい

※「５位：基板上のハンダ付け不良によるショートやブリッジ　電線の付け根が
ショート」が原因の故障を見つけるには

　まあ，電線の付け根がショート　を見つけるのは，たやすいですね．見ればわか
るし．だいいちはじめから，電線の付け根をむき出しにするような，そんなしょー
もない電線の半田付けをしてはいけません．

写真　こんなのはダメ　　こうしよう

問題は，基板上の半田付け不良です．

電圧追いかけは，ショートを見つけるにはすごく弱いです．電圧追いかけで，故障の
原因がショートであると判断するのは，すごく難しいです．その上，ショートが実際
にどこなのかを見つけるのは，電圧追いかけでは全く無理，もはや目視で探すしかあ
りません．

　というのは，ショートの場合，電圧が異常な箇所と，実際にショートが起きてい
る箇所は，異なっている場合がほとんどなのです．これは悲惨ですよね．蜃気楼に
踊らされてるようなものですよ．

最悪の場合，僕は，基板上の回路をブロック毎に分断して（電線を切ったり，パター
ンカットもする），ブロック毎に仮電源をつないだり，仮信号を入れたり，仮出力を
つないだりして，動作をチェックします．もちろんその作業はすごく大変で，悲惨き
わまりないです．

だから，ショートは，基板を半田付けする時点から，絶対に起こしてはいけないので
す．
基板の半田付けは，半田付け作業の段階で細心の注意を払い，絶対にランドとランド
がショートやブリッジをするような半田付けは，してはいけません．
不安な部分は，ナイフやキリの先で，基板のランド間をごしごしこすり，絶対にショ
ートやブリッジが起きないように，してください．

写真　こうやってごしごしこする

半田付けするときは，リード線を折り曲げて半田付けするのが普通ですが，折り曲げ
る方向にも気をつけてください．

写真　こんな方向に折り曲げるのでは，ショートしてくださいと言っているようなも
んです．左のリード線は，左に折り曲げて半田付けすべきだし，右のリード線は，右
に折り曲げて半田付けすべきです．
そして，半田付けした後は，ニッパでリード線の出っ張りをしっかり切りましょう．

写真　こうすべき


さて，なぜ電圧追いかけでは，ショートを見つけるのは難しいのでしょうか．
　
B=5v  P=5v  Q=0v  C=0v  D=0v  r=0v  S=0v  E=0v

図で，ＬＥＤは光りませんでした．故障箇所は，どこでしょう？

ヒント：Ｒの内部が断線することは，可能性としてはまずあり得ない．だって，部品が壊れることは
９９．９％あり得ない

一つの道しるべとしては，
「ショートしている２点間は，電圧が同じになる」というのがあります．
だってショートは，電線でつながってるのと同じだからね．

でも，今まで習ってきた通り，２点間の電圧が同じになることは，ショート以外でも
ざらに起きます．だから，これだけを理由に「これはショートだ！」と断言すること
は，できないのです．１つの参考にすぎないのです．

　ちなみに上の図の故障の原因として考えられる最大のものは，
「ＤとＥの間が、半田かなんかが原因でショートしている」なのです．たぶんね。

答を知れば，ああそうだとなるけど，答を知らなければ，答を導ける？難しいでしょ．

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