鋼彈模型裝設LED學習筆記

當鋼彈模型製作完成後，除了靜態展示以外，有些人會選擇「加燈（或稱改燈）」來做半動態的展現，過去我也曾為模型加過燈，不論是加在模型裡、還是模型外都可以讓模型作品更栩栩如生。最近剛好有個製作中的模型，該委託者他也要加燈；其實在不使用「燈套件」的情況下，要我同時驅動一兩顆LED還不算難事，不過當LED數量大於等於三時，我就一個頭兩個大了！不料就是這麼剛好，他要加燈的數量就是三，而這已經超過我目前的能力所及（苦惱中），當然為了模型能有更好的展現，好吧！我就努力學習一下「如何加燈」了...

過去我為模型加燈的實例

在過去除了PG之外，其他鋼彈模型加燈並不是一件常見的事，但近年來已蔚為風潮，放眼望去似乎人人都可以輕易的在模型裡加入幾個燈，只有我不會不是太可憐了嗎！？為了解決這個模型加燈的問題，我上網找了些資料來看，同時先後請教了幾位有「電子背景相關」的朋友，當他們聽完我的問題之後，他們一開口如出一撤的說：「V = IR」；我說：「Speak Chinese. Can you？（握拳）」

V = IR 這是什米碗糕啊？

天啊～這是什米碗糕啊？對於我這個電子門外漢來說 V = IR（歐姆定律）簡直就是外星語；還好...還好...這些朋友還算有良心，他們有按奈著笑意用台灣國語跟我解釋這一且，雖然對於他們的說明內容我似懂非懂，不過…似乎、依稀、記得好像是「搞懂歐姆定律就能搞定LED」！

歐姆定律只是配角，等等再說，我想先來談談本文的主角LED燈；讓我先從「驅動一顆LED燈」開始說起。

輸出電壓太強、太弱都會影響LED的運作

上圖 LED 接線方式是我之前唯一會的作法，我認為這樣的作法沒什麼不好，它不需要複雜的零件或技巧就可以讓一顆LED發光，只不過「輸出電壓」與「工作電壓」有一點小小的差異而已；不過！不過！現在我已經了解「兩者只要有差異LED運作就容易出問題，而且差異的大小會決定問題的大小」。

所謂「輸出電壓（供給）」即是電池或變壓器可提供的最大電壓，而「工作電壓（需求）」即是LED正常運作所需的電壓，所以供給LED的電壓不能給太多、也不能給太少，供需之間必須能達到平衡，LED運作才會真的沒問題。以上圖而言：

1. 「輸出電壓(供給 3V) < 工作電壓(需求 3.5V)」表示「電不夠」，此時LED雖然有亮，但因為輸出電壓供給不足所以LED會不夠亮，而輸出電壓越是不足，LED就會越暗淡甚至不亮；如果LED不發亮或不夠亮，那麼模型加燈就沒有意義了，不是嗎！？
2. 「輸出電壓(供給 3V) > 工作電壓(需求 2.0V)」表示「電太強」，此時LED雖然夠亮，運作也看似正常，但因為輸出電壓供給太強，所以會縮短LED的使用壽命，兩者差異越大LED壽命就越短，甚至立即化作一陣白煙（燒毀）。我猜你應該不會想三不五時就要拆模型換燈泡吧？我就不想！

所以調節供需之間的差異是模型加燈作業中很重要的工作。
以下我同樣就「驅動一顆LED燈」來說明如何調整。

當發現「電不夠」時，這個比較容易解決，例如我們可以串接多顆電池（如下圖所示）或改用變壓器來「增加輸出電壓」，以確保LED能夠發亮而且可以夠亮。

改善輸出電壓不足

當發現「電太強」時，我們就需要降低輸出電壓或使用「電阻」來調節供需的平衡，以確保LED的使用壽命。如下圖所示，我使用電阻（130Ω）來改善輸出電壓（變成3.4V 供給），雖然調整後兩者只能達到近似值，但卻可以確定LED不會很快就掛點或是化作一陣煙。

改善輸出電壓太強

我知道你正在疑惑「該怎麼決定什麼時候配合什麼電阻？」其實當初我也有同樣的困擾；這就是那些外星人為何劈頭就說「V = IR」的緣故，所以我才說「搞懂歐姆定律就能搞定LED」的原因。

歐姆定律 V = IR，V 代表電壓、I 代表電流、R 代表電阻（詳細請見 Wiki：歐姆定律）；假設輸出電壓與工作電壓我們已經知道，而LED的工作電流也很固定（20mA），不過我們迫切比較想知道的是如何選用電阻的大小（求R值）。我提供兩個方法來求 R 值...

方法一、將 V = IR 外星語逐步翻譯成中文，然後將數值帶入，利用國小學會的算數或計算機就能算出所需電阻的大小（如下圖所示）。

歐姆定律外星語逐步翻譯成中文的過程

方法二、利用「LED限流電阻值-線上計算器（點此連結）」輸入數值，然後按下計算，這樣也能得知所需電阻的大小（如下圖所示）。

LED限流電阻值-線上計算器指引

當取得所需電阻的大小之後，就可以前往電子材料行，然後直接告訴店員「我要多少 Ω（歐姆）的電阻？幾顆？」，然後回家做焊工即可。不過有時天不從人願，你要的歐姆數剛好沒有，建議出發購買前先上網查一查地球上有沒有賣這種型號的電阻（按此連結），如果地球上有，那麼台灣的各大電子材料行一定有。

最後我提供常見的「LED工作電壓與電流表」以方便大家計算電阻使用。

LED工作電壓與電流表

以上就是我此次學習驅動LED最精華的部分，雖然我已經竭盡所能來理解，而且也毫不掩蓋的全盤托出，不過畢竟我不是本科、也非專門，所以文中還是可能會出現可笑的謬誤，如有錯誤還望先進指教。