自転車用LEDライトを作るための回路設計と必要な材料

御提示LEDのスペック、少し怪しい点があるので、何が正しくて何が正しくないか精査が必要ですね。
AliExpressのような中国サイトの部品の場合、書かれている内容が正しくないことも多いので。
まあAmazonでも怪しいのがありますが。

3W DC3Vと部品の最初の部分に書いてありますが、一方で説明の部分には、こう書いてある。

電圧: DC2-2.6V (赤色) 、dc 3-4v (他の色)
定格電流: 500m (a)

おそらく、こっちの方が正しくて、白色LEDの場合はDC3Vｰ4Vが必要。
3〜4Vと幅があるのは、私が前に書いたようにそれだけの幅で個体差があるということ。

前にも書きましたが、このLEDドライバを使って定電流駆動するためには、Vf+0.3V以上の電源電圧が必要になります。
お持ちの個体が4Vの物であれば、電源電圧は最低でも4.3V必要で、これを下回ると設定通りの電流を流せなくなります。
一方で電池の方は、これも私が前述したように充電終止電圧は4.2Vでも、使用時の電圧は3.7V程度、さらに500mA程度流そうとすると、電池の内部抵抗の影響でもう少し下がっていると思います。
この電源電圧と、個体差で4V近いLEDの組み合わせでは、このLEDドライバで定電流化出来ない領域に入っていると考えられます。

LEDのスペックがこうだと、LEDの個体差を考えた時に電源電圧はやはり昇圧した方が良いのではないかと思います。
ましてや電池電圧が3Vに下がっても点灯させたいとすると、昇圧しないと全く点灯しないでしょう。

それと、もう一つ気になったのが、このLED、本当に素のLED素子だけの物なんでしょうか？
まさかLEDユニット自体に500mA定電流駆動回路が内蔵されてたりしませんよね。
私がやるなら、こういうスペック怪しめの物を使う時は、電圧ｰ電流特性を自分で測定してから使いますね。
往々にして、嘘スペックの場合がありますからね。

お礼

2023/09/23 14:46

LEDについてなのですが、そのまま電池に接続し、電池の数を増やす、などをした際に明るさが反映されましたので、おそらく定格回路等は入っていないものと考えておりますが、そういった点も含めて情報を精査いたします。
アドバイスをいただき、ありがとうございました。

質問者

回答(1)再出
補足の記入ありがとうございます。
ご記入なさった範囲では、適切な部品選定をなさっているようにお見受けしました。
部品選定が適切であっても、接続（はんだ付け等）が不適切な場合は所望の動作をしません。
動作確認は、思い込みを排除して、基本的な（単純な）ところから行うことが定石です。繰り返しで恐縮ですが、Raspberry Pi picoの部分を除いて、電池・LEDドライバー・LED素子のハードウェア部分だけを組み立てて動作を確認なさることをお勧めします。

お礼

2023/09/23 14:47

ハードウェアのみで組み立ててみましたが、同様の結果となりました。
他の方の仰っていたとおり、必要電圧が足りていないのかもしれません。
丁寧にアドバイスいただき、ありがとうございました。

質問者

あと、LEDドライバのVdd-GNDにちゃんと電源電圧が供給されてるか、とか、EN/PWM端子は100%点灯の時にちゃんとHIレベルになっているのかなど、ICの基本的な部分のチェックも忘れずに。
人間は、ついうっかりということをやってしまうものなので。

補足

2023/09/17 15:54

LEDドライバに電源が供給されていることはテスターで確認しております。
またドライバから出力されないのではなく、出力される電圧が少ない、という状態のため、HIレベルにはなっていると思っていたのですが、この認識から間違っているのでしょうか？
接続した状態については回答者1様への補足をご確認ください。

質問者

>単にRsの抵抗値の設定がおかしかっただけというオチ
に一票！
恐らくゼロΩか
或いは普通に5V電源にパイロットランプ用の低輝度LEDの場合の330Ω
どちらかを付けたんではなかろか？　＜その辺に転がってたヤツ
推奨は2Ωなんだけど　＜普通はその辺に転がってない

補足

2023/09/17 15:55

ご回答いただき、ありがとうございます。
回答No.1様に補足した内容をご確認ください。

質問者

・電源には18650の電池1本を使用(約4.2V)
18650は、充電終止電圧が約4.2Vで、充電直後の開放電圧は4.2V近くになっていると思いますが、使用時の公称電圧は3.6～3.7Vのはずです。
4.2Vで計算してしまうと間違いのもとだと思います。
ただ、最大電圧が4.2V近いことは考慮に入れておく必要はありますが。

・使用するLEDは3V以上で点灯
公称3Vと書かれているかもしれませんが、データシートを読めばこのように書かれていませんか？
一例
　　DC Foward Voltage　Vf　Min：2.8V　Typ：3.1V　Max：3.6V
　　（測定条件：If＝90mA）

このようなスペックの記載になっている場合、Ifを90mA流した場合に、部品の個体ばらつきによって、Vfが2.8Vになるものもあれば、3.6Vになるものもあるということを意味します。

もし、お持ちの個体がVfが高めのばらつきのものであったとして、電池の実際の使用時が3.6Vだとすると、LEDの定電流回路をまともに動作させるには、少なくともVf＋0.3V程度の電源電圧が必要ですから、昇圧なしだと厳しいかもしれません。
でも、お持ちの個体が3Vで充分に点灯する個体であるなら、少なくとも満充電の状態では昇圧なしでも十分に明るく点灯するはず。

それがうまく点灯しないとなると、回答No1の方が書かれている内容と重複しますが、何か使い方を間違っておられませんか？
わざわざ別スレッドを立てていただいた割には、相変わらず設計的な数値を何も書かれていないのですが

・使っているLEDはVfのmax,minが何VのLEDで、Ifの最大定格は何mAで、それを設計目標値 何mAで点灯させようとされているのか？

・LEDドライバの電流設定抵抗Rsは、何Ωを付けられたのか。

そして、昇圧が必要かどうかを判断するためには、電池電圧が何Vまで下がっても点灯させたいのか。
これらを考えないといけません。

と、ここまで書いてきましたが、単にRsの抵抗値の設定がおかしかっただけというオチのような気がしないでもないのですが、どうなんでしょう？
大丈夫でしょうか？

補足

2023/09/17 15:59

ご回答いただき、ありがとうございます。
回答No.1様に補足した内容をご確認ください。
また昇圧につきまして、その視点がありませんでした。
ご指摘ありがとうございます。
その上で、電池電圧が3Vまで下がっても点灯させることができればと考えています。

質問者