今さら人に聞けないスイッチの基礎3
「照光式スイッチ編」

照光式スイッチの種類

NKKは押ボタンスイッチをはじめ、トグルやタクティル、ロッカなど多種多様な照光式スイッチを販売しています。
シリーズ別には以下のようなものがあります。

押ボタン： KP01, KP02, HB, HB2, NP01,UB, UB2, YB,YB2
タクティル: JB, JF, JL
トグル: B, G, TL, M
ロッカ: CW, GW, LW他
スライド: MS, SS

光源の種類と違い

照光式スイッチの「照光」を実現するための光源には、白熱球、ネオン球、LEDなどがあります。
どちらかといえば、昔からあるスイッチに白熱球やネオン球が使われ、最近のスイッチはLEDということも多い。
図は、NKKの照光式スイッチのシリーズと、それぞれどんな光源に対応しているかを示しています。

一般的に照光式スイッチの光源に使われる、白熱球、ネオン球、LEDの3つを比較してみますと、次のようになります。

光源の種類	長所	短所
白熱球	明るい 初期コストが比較的安い	衝撃・振動に弱い 寿命が短い・不安定 熱を出す
ネオン球	AC100Vに直接つなげる 衝撃・振動に強い	最低70～80V程度必要 輝度が低い DCで使うと暗く、短寿命
LED	長寿命 衝撃・振動に強い 低消費電力 色が多い 1素子で複数色可能	色によっては初期コストが高い 視角が狭い 高電圧回路では制限抵抗での電力損失が大きい

連動型・非連動型

スイッチのON-OFFと照光のON-OFFは、スイッチによって連動させているものと、それぞれが独立しているものがあります。
Mシリーズの照光式であるM2100番台のスイッチには、連動型と非連動型の両方があります。
M2100番台のスイッチ以外の照光式は、全部非連動型です。
連動型の方が便利と思われるかもしれませんが、独立させた方が、お客様の方で自由に照光を制御できます。
たとえば、LEDの明るさをPWM（Pulse Width Modulation）で制御される場合では、LEDの回路が独立になっていないとできません。

LEDの発光回路の特徴

LEDの発光回路の特徴です。

1．LEDもダイオードの一種なので、電流は一方向にしか流れません。アノードを＋、カソードをーにつなぎます。
逆方向に接続して一定以上の電圧をかけるとLEDが破壊されます。

2．LEDに流れる電流を一定以下に抑える必要があります。そのために制限抵抗や定電流ダイオードを使います。

3．一般的にはDC回路で使いますが AC回路でも整流回路と適切な電流制限抵抗を用いることで使用可能です。

LEDの電流制限抵抗

LEDには適切な電流制限抵抗や定電流ダイオードを使わないと、LEDを破壊してしまいます。
LEDの電流制限抵抗の値を求めるのは、以下の式を使います。

例としては、電源電圧=5V、順電圧=1.9V　推奨動作電流=20mAの時（5-1.9)÷0.02=155　となり、155Ω以上の電流制限抵抗が必要になります。

同時に、抵抗の許容電力についても考慮が必要になります。
上記の例では　20mA X (5-1.9)V =0.062W　2倍の余裕をみて、0.124W以上の定格の抵抗が必要です。
電圧が24Vの場合は、0.884W以上になりますので、1W定格以上の抵抗が必要になります。

・LEDの色により、順電圧が異なる場合があります。
　（一般的に、赤色のLEDは低く、緑色や青色は高くなります。）
　同じスイッチの中に色が異なるLEDが使われている場合には、それぞれにあった抵抗値の電流制限抵抗を使うようにしてください。
・ LEDは周辺温度が上がると、許容電流が低くなります。
実使用温度での許容電流に合わせて、電流制限抵抗値を設定することが必要です

LEDの発光色

LEDの発光色についてです。
単色のLEDには赤、緑、黄、青、白などがあります。
2色のLEDにおいてよく使われるもの赤/緑です。
赤色と緑色、およびそれを両方点灯させた時の黄色（アンバー）を表示できます。

RGBのLEDは赤/緑/青の3つのLEDチップを内蔵するものです。
この3つは光の3原色なので、原理的には黒以外のすべての色を合成可能です。

白色LEDには、RGBのLEDを使って合成する白（デジタル白）と、青色LEDに黄色の蛍光物質を塗った白（アナログ白）があります。
LEDの色は厳密に言う場合は、図のような色度図のXY座標で示します。