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2013年10月27日 (日曜日)

100均ライト改造報告No.1

 100円均一ショップで購入した小型電池式ランタン(クリプトン電球タイプ)に昇圧回路とハイパワーLEDを組み込んでみました。ミニランタンという製品名で、R2D2みたいなボディーが可愛らしいライトで、もちろんボディーカラーは青ですよね。

10270013_4 スイッチオンでこのくらいの光量になります。かなり眩しいですよ。

10270014_2 上蓋を外してみたところ。白色1WハイパワーLED放熱器付きを、クリプトン電球の付いていたソケットの上に載せていて、特に接着とかはしていません。素子自体は配線のスズめっき線で支えており、中心位置に来るように調整しているだけです。
 もともと付いていたリフレクター反射鏡は外しています。周囲を照らすランタンとしての使い勝手は、リフレクターなしのほうが効果的なためです。なお、電池ボックスは底から入れる構造になっているので、放熱器付LEDが頭を出せるようにケースの穴を広げる加工は必要です。

10270019  裏ぶたを外して電池ボックスを出してみたところ。もともとあった電池用端子を切断、入れ替え、ハンダ付けとかして加工を加えてあります。
 各パーツの接続はスズめっき線を取り回して空中配線にしてありますが、それはそいうのが趣味だからです。

102700151102700211 昇圧回路はCL0118Bに47μH(直流抵抗値0.55Ω)のインダクターを組み合してあります。もともと電池ボックスは単3電池の4本直列で6Vなので、CL0118Bの定格上限である3V入力で使えるよう、電池の端子を入れ替えて2本直列の2並列接続に加工しました。だから写真では電池の向きが同じ方向になっていますが、これは間違いではないんです。

 1Wハイパワー白色LEDは、単3電池を2本直列にした3Vでも十分光ってくれて実用的なのですが、電池が消耗してくると光量が落ちて早めに暗くなってしまいます。単3電池4本直列の6Vだと、電流制限抵抗を入れたり定電流回路や定電圧回路を組み込んだりするのですが、ロス分がもったいなくて昇圧回路方式を取り入れています(ただし変換効率の問題もありますけど)。
 この回路で消費電流を測ってみると(パルス電流なのでデジタルテスターでは正確に測れていないはず)、ハイパワーLEDには220mAほど、電池のほうは400mAほど流れていました。単3電池の容量だと4時間程度使えるかどうかですが、今回は並列接続にしているので、容量は倍になってそれだけ長持ちするはずというのが狙いです。

※改造は各人の意思で行ってください。それによって生じた責任を負うこともお忘れなく。

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改造報告No.23____100均LEDミニタッチライトの輝度アップ改造(NJW4616、オプトサプライ製ブルーLED搭載)

改造報告No.24___100均5LEDスタンドライトと電球型LEDライトとを合体融合(タッチセンサー搭載)

改造報告No.25___100均サイクルフラッシュライトの輝度アップ改造(OKL-T/3-W5N-C、CREEチップXP-G

改造報告No.26___100均LEDヘッドライトの輝度アップ改造(CR123A、CREEチップXP-G)

第111呟__________100均タイマーライトのちょい改造(タイマー再始動用スイッチの追加)

【LEDライトの製造・改造、比較で気になる情報】

LEDライト改造で知りたい情報__ →CL0117、CL0118B、CX2601に[SBD+C]追加して最適化検証

LEDライト改造で知りたい照度比較__→100均ライト改造品および未改造品の照度測定比較

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実用的なLEDライト改造」カテゴリの記事

コメント

古い記事へのコメントで済みません。

実は、単一電池使用ライトの筐体に「単三が四本並列で入る」ことに今更ながら気付き、「改造報告No11」系の筐体に使えば、単一1本サイズ体積を目一杯使い、この記事のように単三x2並列を二個直列配線にしてCL0118B式に出来て電池容量有効活用できるかも、と思いました。

丁度良い単三x4ホルダーを探していて、この記事の「ミニランタン」のホルダーを四隅カットして使えないかと考えて購入して来ました。しかし、微妙なところで無理そうなので諦めました。

この「ミニランタン」の太さだと単三x7入るのですね。直列にすれば10.5VでCL6808使えそうです。
いずれの場合でも丁度良い電池ホルダーは無いので自分で作るしかないです。

それにしてもこの「ミニランタン」の「ヘソ」(成形時のスプルー痕)は醜いですね。ドリルで穴を開けて除去するか透明樹脂で埋めるしかないです。金型設計時に樹脂流れのことしか考えず、製品の用途を何も考えていない「ど素人の仕事」です。

又、本体の直径が大きいのにリフが実に小さくて隙間がもったいないです。
「改造報告No11」系のリフを付けてCL0118BのVDD位置変更版駆動でライトとして仕上げて、ランタンで使いたい時はプラ容器か何かを被せて光を散乱させるとか?

「ランタン」関連の話題です。

二年ほど前にもらった三角柱型「カクセー 12灯LEDランタンライト」(単三x4、帽子型LED(4個並列を三組並列)を8.2Ω一個で電流制限)の改造を検討中です。

眩しさ軽減用の乳白色シートを入れ、秋月の「超小型2線式LEDデジタル電圧計」をプチ改造して組み込み、点灯しているルーメン値を表示出来るようにする。表示といっても、LEDへ直列に入れた抵抗1Ωの電圧を測って、三線式に改造した超小型電圧計の分圧抵抗(R1、R2、VR1)変更&調整してルーメン相当の数字が出るようにするだけです。

超小型電圧計の回路図 を書いてくれた人がいました。
http://itcorp24.blogspot.jp/2015/02/blog-post.html

不動在庫のシャープ製LEDを四個直列にして三組作成し、秋月で購入して放置中のNJW4131(変換効率90%)で6Vを12V近辺まで昇圧(電圧可変)して点灯する。5V入力で12V出力なら350mA取り出せそうです。三組各面の独立点灯用スイッチを追加です。

シャープLEDは50ルーメン@150mAなので4灯直列では電流値が1/4で同じ明るさと考えれば良い。各面に100mA流せれば、(50ルーメン)/(150mA)x100mAx4灯(=133ルーメン)x3組=400ルーメン?話が出来過ぎ!何か間違っているかも?

ランタンライトの主スイッチ裏側の面に電圧計を入れると少し出っ張りますが納まります。主スイッチ左右面の上部にプッシュスイッチが入る空間があります。

レスが遅くなって御免なさい、[mytoshi]さん。

 これは当方の記念すべき改造一発目、記事や写真が可成り適当で。背景は大きな紙袋だったり、別な100均ライトの一点光源で影が映り込む写真とか、部品規格やLED電流グラフなどの各種データを記載してない等々、改善したいところ満載です。

> 単1電池が入るライトのスペースに単3電池が4本入る・・・

 ほんとですね、これは気付かないです。単1電池の大きさに単3電池が3本入ることは、専用スペーサーの存在や単1エネループ分解で明白な事実ですけど。

> 超小型2線式LEDデジタル電圧計」をプチ改造して組み込み・・・

 入力抵抗の分圧比を変えて電流計にするというアイデア、良いですね。このワンチップマイコンのADコンバータがどのくらいの分解能をもっているかによってはレンジ変更等の面白い改造が期待できます。

(!_!)超小型2線式LEDデジタル電圧計のネタです。研究のために先ほど1個、過電圧で飛ばしてしまったところです。¥250を無駄にしないためにそれで得たデータを記載しておきます。

 16Pinの制御用ワンチップマイコンの15番端子がA/Dコンバーター入力になっていて、ここに分圧抵抗を噛まして外部電圧を取り込んでいます。外部電圧9.99V入力では分圧後に15番端子で0.45V前後掛かっており、LED表示はこのとき999カウントしていますので、1カウントあたりほぼ0.00045V、これが最小分解能になるかと思います。
 ここからは応用に入りますが、15番端子に接続している分圧抵抗を取り払って新たにシャント抵抗0.045Ωを取り付け、その両端電圧を読み込む様にすれば、直読で電流計として表示できるはずです。
 問題があるとすれば15番端子の入力インピーダンスがどのくらいかで、あまりに低過ぎると誤差になり、オペアンプによるバッファが必要になるかもしれないことです。
 ルーメンがLED電圧や電流に比例しているならば[mytoshi]さんのお考え通り、分圧抵抗比やシャント抵抗値を上手く選ぶことで直読表示は難しくないと思います。

⇒検証しました、予想通り入力インピーダンスかなり低めで、単純にシャント抵抗の両端電圧では誤差がとても大きくなりました。オペアンプによるバッファが必要だと考えます。

> 新たにシャント抵抗0.045Ωを取り付け

検証をありがとうございます。
私の方は三角柱形ランタンはまだ手を付けていませんので参考になります。

私が考えている「ルーメン表示装置」はアバウトなもので、LEDと直列に入れた1Ωの電圧をmVモードで測定して電流値を求め、「150mAで50ルーメン」を基準にして計算したルーメン値と同じ数値が表示されるようにするだけです。

NJW4131は電圧コントロールしか出来ないようなのでLED電流を流し過ぎないような工夫を考えて数値表示へ行き着きました。電圧が上がり過ぎないような固定抵抗とボリュームの組み合わせにすると共に「〇〇以下で使うこと」の注意書きラベルも貼る予定です。
目一杯暗くした時は「常夜灯」代わり程度の明るさに出来れば良いなとも考えています。

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