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2014年3月の3件の記事

2014年3月16日 (日曜日)

LEDライト改造履歴(7/16更新:通算36種類)

 今まで繰り返してきたLEDライトの改造履歴を一覧表にまとめました。

 100円均一ショップやホームセンターで入手してきた携帯型ライトの光量アップを目的に、CREEチップXP-Gシリーズやオプトサプライ製ハイパワーLEDをドライブするため、CL0117やCL0118B、LTC3490などの昇圧ICをインダクターとともに狭い空間へひたすら組み込むという作業。そんなこんなで、かれこれ36台以上(2015年7月16日現在)になってしまいました。

 照度計も手に入れて高輝度光量アップの成果が数値で比較できるようなりました。さらに、CL0117やCL0118Bの標準回路にSBD(ショットキーバリアダイオード)とコンデンサーとを併用することでLED電流がアップすることを確認、また、組み合わせる最適インダクター値や最適SBDの検証したり、VDD端子の繋ぎ方を工夫することで、さらなるLED電流値アップが実現したりして、改造パターンにバリエーションが増えていきました(参照⇒LEDライト改造でい知りたい情報 )。下表に今までの改造履歴をまとめておきますので、ご参照ください。

Modify_history5_2

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【こちらも参考に如何ですか?】

【オリジナル製作なLEDライトたち】

フリスクレーザーの製作No.1_フリスクにレーザーユニットを組み込む(秋月電子LM-102-Bモジュール使用)

フリスクライトの製作No.3_フリスク120にLEDライトを組み込む(AMC7135、CREEチップXP-Gを2灯、Li-ion電池)

フリスクライトの製作No.2_フリスクにLEDライトを組み込む(LTC3490、TL1F2-DW0-Lを5灯)

フリスクライトの製作No.1_フリスクにLEDライトを組み込む(CL0117、CREEチップXP-Gを4灯)

メンソレータムLEDライトの製作No.1_メンソレータムDMをLEDライトにする計画(CREEチップXP-G使用)

スリムロッドLEDライトの製造報告No.1_φ8mmパイプをLEDライトに(EMH7601、CREEチップXP-G、単6形NiMH)

モバイルバッテリーLEDライトの製造報告No.1_モバイルバッテリーをLEDライトに(AMC7135、CREEチップXM-L2ランクU21A、Li-ion電池)

9LEDフラットライトの製造報告No.1_平面照射なLEDライトの製造(AMC-7135、TL1F2-DW0_Lを9灯、Li-ion電池)

ポータブル5LEDライトの製造報告No.1_平面照射なLEDライトの製造(AMC-7135、CREEチップXP-Gを5灯、Li-ion電池)

平面照射形LEDライトの製作No.1_小型液晶パネルのバックライトを流用した平面照射なLEDライト

充電用BOXのLEDライト改造報告No.1_筺体を利用してLEDライトに(EMH7601、CREEチップXP-G)

★オリオンミニコーラLEDライトの製造計画No.1 駄菓子のケースをLEDライトに(計画中)

【一般市販品を改造したLEDライトたち】

スネークライトの改造計画No.1_スネークライトの改造計画(ひとまず分解から)

LEDライト ムーンレンズの改造計画No.1_LEDライト ムーンレンズの改造計画(ひとまず分解から)

LEDスリムペンライトの改造報告No.1_LEDスリムペンライトの輝度アップ改造(EMH7601、CREEチップXP-G)

カラフル2WAYハイパワーライトの改造報告No.1_同品の輝度アップ改造(AMC7135、LP-AWME56F1Aを7+5灯、Li-ion電池)

LEDミニランタン改造報告No.1_オーム電機製LEDミニランタンの輝度アップ改造(CL0118B、CREEチップXP-G)

改造報告No.1____100均ミニランタンのLED化改造(CL0118B、オプトサプライの1WパワーLED)

改造報告No.1-2_100均ミニランタンのLED化改造(CL0118B、CREEチップXP-G)

改造報告No.2____100均2WAYランタンの輝度アップ改造(CL0117、0.19~1W)

改造報告No.2-2_100均2WAYランタンの輝度アップ改造(CL0117、CREEチップXP-G)

改造報告No.2-3_100均2WAYランタンの輝度アップ改造(LTC3490、CREEチップXP-G)

改造報告No.3-1_100均3LEDタッチライトの輝度アップ改造(日亜NFSW036CT)

改造報告No.3-2_100均3LEDタッチライトの輝度アップ改造(CL0118B、日亜NFSW036CT)

改造報告No.4____100均3LEDパワーライトの輝度アップ改造(CL0117、CREEチップXP-G)

改造報告No.4-2_100均3LEDパワーライトの輝度アップ改造(CL0117、オプトサプライの3WパワーLED)

改造報告No.4-3_100均3LEDパワーライトの輝度アップ改造(CL0117にSBD+C併用回路換装)

改造報告No.4-4_100均3LEDパワーライトの輝度アップ改造(CL0117にSBD+C併用回路内蔵)

改造報告No.4-5_100均3LEDパワーライトの輝度アップ改造(LTC3490、CREEチップXM-L2搭載)

改造報告No.4-6_100均3LEDパワーライトの輝度アップ改造(CL0117+SBD+C回路、LP-AWME56F1Aを3灯)

改造報告No.5____100均白色レンズ付LEDライトの輝度アップ改造(CL0117、CREEチップXP-G)

改造報告No.5-2_100均白色レンズ付LEDライトの輝度アップ改造(CX2601、CREEチップXP-G)

改造履歴一覧____改造報告No.1からNo.11-2までの諸元

改造報告No.6____100均ランチャー9の輝度アップ改造(LTC3490、CREEチップXP-G)

改造計画No.6-2_100均ランチャー9の輝度アップ改造計画(CL6808、LED選定未定)

改造報告No.7____100均スリムライトLEDの輝度アップ改造(5φ砲弾型で0.19W)

改造報告No.7-2_100均スリムライトLEDの輝度アップ改造(CL0117、CREEチップXP-G)

改造報告No.8____100均5LEDライトの輝度アップ改造(CL0117、CREEチップXP-G)

改造報告No.9____100均1LEDライトミニキーホルダーの輝度アップ改造(CL0117、CREEチップXP-G)

改造報告No.10____100均3LEDライトの輝度アップ改造(OKL-T/3-W5N-C、CREEチップXP-Gを7灯)

改造報告No.10-2_100均3LEDライトの輝度アップ改造(OKL-T/6-W5N-C、CREEチップXP-Gを7灯)

改造報告No.11____100均3LEDハンディライトAの輝度アップ改造(CL0118B+SBD+C、LP-AWME56F1Aを3灯

改造報告No.11-2_100均3LEDハンディライトAの輝度アップ改造(CL0118B+SBD+C、CREEチップXP-Gを3灯

改造報告No.12____100均3LEDクリップライトの輝度アップ改造(CL0118B+SBD+C、CREEチップXM」-L2ランクU21A搭載

改造報告No.12-2_100均3LEDクリップライトの輝度アップ改造(CL0118B+SBD+C、CREEチップXP-GランクR4搭載

改造報告No.12-3_100均3LEDクリップライトの輝度アップ改造(CL0118B+SBD+C、オプトサプライの1WパワーLED搭載

改造計画No.12-4_100均3LEDクリップライトの輝度アップ改造計画(インバータ未定、CREEチップXP-Gを4灯組み込み予定)

改造計画No.12-5_100均3LEDクリップライトの輝度アップ改造計画(CL0118B、LP-AWME56F1Aを3灯組み込み予定)

改造報告No.13____100均3LED自転車ライトの輝度アップ改造(LTC3490、CREEチップXP-G、ミニ単2NiMH)

改造報告No.14____100均4LEDハンディライトの輝度アップ改造(CL0118B+SBD+C、LP-AWME56F1Aを4灯)

改造報告No.15____100均LEDミニスタンドライトのスタイリッシュ改造計画(LED、昇圧回路未選定)

改造報告No.16____100均BLT LED LIGHTの輝度アップ改造(CL0117+SBD+Cの単機駆動、CREEチップXP-G_R4搭載)

改造報告No.16-2_100均BLT LED LIGHTの輝度アップ改造(CL0117+SBD+Cの重連駆動、CREEチップXP-G_R4搭載)

改造報告No.16-3_100均BLT LED LIGHTの輝度アップ改造(LTC3490単機駆動、CREEチップXP-G_R4搭載)

改造報告No.16-4_100均BLT LED LIGHTの輝度アップ改造(CX2601、CREEチップXM-L2ランクU21A)

改造報告No.17____100均2WAY LEDキーホルダーの輝度アップ改造(EMH7601、GM2BB65QK0Cを5灯、単6形NiMH)

改造報告No.18____100均LX-601の輝度アップ改造(CX2601、CREEチップXP-G)

改造報告No.19____100均5LEDスタンドライトの輝度アップ改造(AMC7135、LP-AWME56F1Aを5灯、Li-ion電池)

改造報告No.19-2_100均5LEDスタンドライトの輝度アップ改造(AMC7135、GM2BB65QK0Cを5灯、Li-ion電池)

改造報告No.19-3_100均5LEDスタンドライトの輝度アップ改造(AMC7135、LP-AWME56F1Aを10灯、Li-ion電池)

改造報告No.20____100均LEDランタンの輝度アップ改造(焦電センサー、AMC7135、CREEチップXP-G、Li-ion電池)

改造計画No.21____100均サイクルセーフティライトの改造計画(一部パーツの流用と応用考察)

改造報告No.22____100均ランチャーライトV9の輝度アップ改造(AMC7135、OSW54L5111P)

改造報告No.22-2_100均ランチャーライトV9の輝度アップ改造(AMC7135、CREEチップXP-G、Li-ion電池)

改造報告No.22-3_100均ランチャーライトV9の輝度アップ改造(AMC7135、LP-AWME54F1A)

改造報告No.22-4_100均ランチャーライトV9の輝度アップ改造(AMC7135、OSW47L5111Y)

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

2014年3月11日 (火曜日)

100均ライト改造報告No.8(3/18追記:使い勝手について)

 100円均一ショップ(ダイソー秋葉原店)で購入してきた5LEDライトの高輝度化改造なのです。そっくり外観でグリーンオーナメントではビッグ5という商品が出てますけど、ヘッド部分が5LEDライトより短くて色々組み込めそうにありません。今回の最優先事項は元々がLR44ボタン電池×4個直列な仕様のものへ単5型アルカリマンガン電池をどうやって組み込むかでした。他の使用パーツは、改造報告No.4-3と同等なのでそちらが参考になります。CREEチップXP-G(5W)、オプトサプライ製45°コリメーターのOSHH2045M、CL0117は[SBD+C]併用回路、そしてインダクターにはLEDライト改造で知りたい情報で最適値を検証したパワーチップ型33μH(Rdc=0.180Ω)を組み合わせます。

030900021_2  あかね「またおじいちゃんの新しい発明品? もしかしてこれって、
       後ろのほうに『押すな!』ボタンとか付いてたりするの?」
       (ソワソワひまわり) from 『ビビッドレッド オペレーション』

5ledlight_crosssection 上図は、実際に改造着手した5LEDライトとその断面寸法および組み込み予想図です。1.5V単5電池がボディー部分に入り、ヘッド部分にはオプトサプライの半値角45°広角照射コリメーターOSHH2045MとCL0117系コンバーターを組み込みます。後から気付いたんですが、どうやらロットによってヘッドやテールのアルミ削り出し寸法が可成り違うみたいなんです、手持ちの他の5LEDライトはネジ切りのピッチまで違う始末で焦ります。
(→ページ後半の【3/17追記:ロットによる各部寸法の違い】を参照ください。)

030900101 断面図では既に1.5V単5型電池は入っている状態ですが、それを実現するにはヘッドのネジ部分を1.5mm、テールのネジ部分を1mmほど削って短縮加工し、合計で2.5mmの余裕を作る必要があります。なお、テール部分を1mm短縮加工するには、中に入っているスイッチ部分も1mm短縮しなければなりません。その方法についてはページ最後のほうにまとめておきます。

030900011 今までの組み込み昇圧回路パーツと異なる点は、LEDライト改造で知りたい情報における最適インダクター検証結果に基づいて47μH(Rdc=0.35Ω)ではなく、より小型で高いLED電流を引き出せるパワーチップ型33μH(Rdc=0.180Ω)を選定しているところです。CL0117に併用するSBDは馴染みのSBM1045VSSですが、今回は組み込み空きスペースぎりぎりなので殻割りしてさらにリードを切り詰めた上図写真の様な状態で用います。

030900131030900141 上図は空きスペースへ組み込む昇圧回路部分ですが、兎にも角にも完成形を把握したくて綺麗に作っておらず見苦しいところはご容赦ください。0.5tのFR-4生基板を使ってればもう少しコンパクトになったかもしれません、サンハヤトのICBユニバーサル基板は柔らかくて加工は楽ですが、厚みが1.5tもあるので空きスペースを圧迫して大変な目にあってます。

030900151030900161 上の写真は昇圧回路をヘッド部分へ嵌め込んでみた図で、CREEチップXP-G(5W)はコリメーターとの焦点位置を微調整しやすくするため、スズめっき線を屈曲してフレキシブルな結線にしてあります。ヘッドのネジ部分からみた図では、単5電池プラス極との接点バネを設けてあります。

030900171 上図はヘッド部分に組み込むコリメーターの加工について示したもので、φ19.8mmの外径をφ17.2mmになるまで辺縁部の平坦なフランジ部分を削り落とします。なお、今回改造の5LEDライトそっくり外観であるビッグ5ではヘッド部分の寸法が短いので、加工したコリメーターをはめ込むと昇圧回路を組み込む空きスペースが無くなってしまい具合が悪いのでした。

030900341_2 上図は、ヘッド部分へ切削加工が完了したコリメーターを嵌め込んだところで、CREEチップXP-G(5W)の黄色い特徴的な四角い蛍光体が良く見通せます。

030900291 上図は照射テスト写真で、比較対象はインダクターと電池以外は同等な回路パーツ構成である改造報告No.4-3です。照度計による数値測定比較では、どちらも1300x100Lux(センサ直付け測定で)を叩き出しています。3LEDパワーライト改はハイパワーな1.5V単3型リチウム電池を使っているにも関わらず5LEDライト改の非力な1.5V単5アルカリマンガン電池と同等照度なのは、組み込んでいるインダクターの違いが原因と判っていても、これほどの影響差が出るとは予想もしてませんでした。これからは、ラジアル型47μH(Rdc=0.35Ω、35円/個)をやめてパワーチップ型33μH(Rdc=0.180Ω、20円/個)を使うことにします。

【テール部分の短縮加工におけるスイッチ部分の取り外し方法】

030900261 テールパーツからスイッチ部分を取り外すには、プッシュボタン部分をひたすら強く押し込んで押し出し、白い樹脂部分が頭を出したらそこをプライヤーなどで掴んで思いっきり引き抜きます。

030900181 スイッチ部分を抜き出したら、今度は白い樹脂と黒い樹脂との境目にマイナスの精密ドライバーを差し込んで少しづつ隙間を作って分離していきます。この時、円周上を移動しながら均等に隙間を作る様にします。

030900191 なんと白い樹脂部分と黒い樹脂部分は4本の支柱で組み合わさっていたのです。カッターの刃を使おうものなら、この支柱を全て切断する可能性があって、そうなれば二度と組み合わせることはできません。だからカッターは使ってはダメです、カッターは止めてください。大切なことなので2回言いました(!_!)。無事に分離できたら、白い樹脂を1mm短縮加工し、バネの先端部分も1mmほど短くしておきます。その後、バネは外したままで白い樹脂と黒い樹脂とを支柱で組み合わせます。この時、黒い樹脂側にあるワッシャーを無くさない様に気を付けてください、これを無くすとスイッチとして通電がとれなくなり機能しなくなります。

030900221 無事に組みあがったらバネを白い樹脂の穴から入れていくのですが、この時に反時計回りに回転しながら押し込んでいくとネジ山の要領ですんなりと入っていきます。バネが入ったらスイッチ動作を確認し、引っ掛かりがある様ならば一旦バネを時計回りに回転しながら引き抜きます。バネが長過ぎて引っ掛かっているので先端部分を少し切り詰めます。これを繰り返して長さを調整しスイッチ動作が円滑になる様に仕上げます。

追記事項~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

 

 【3/11追記:電池寿命について】

 単5電池というのは意外と非力なことが判りました。流石に新品状態では上記のような照度を得ますけど長くは続かずやがて数値的に半分くらい(500x100Lux)で落ち着きます。高いLED電流を引き出すために昇圧回路へ併用している[SBD+C]は、電池寿命を考えると使わないほうが良さそうです。また、100均で購入した単5電池が非力なだけかも知れないので、高価な松下とか三菱製との比較データをとってみなければなりません。

【3/16追記:テールスイッチ通電不良の改善】

031600021 ヘッドやテールのネジはしっかりと締まっていて接触不良を起こしていないはずなのにチカチカした光り方になるのは、テールスイッチ内部の接点が接触不良を起こしているからです。上図に示すワッシャー似の接触部品をフラットな形状から故意に波立たせることで、接触圧が高まって通電が確実になります。

031600011 上図はテールスイッチにおけるゴムカバーの有無を比較している図です。ゴムカバーが無くても見た目的には見苦しくないばかりか、短縮化の際にゴムの厚み分だけテールスイッチを奥に押し込めるため、テールスイッチ自体の短縮加工は楽になるはずです。防水性を考えているのであればゴムカバーは外さない方がいいですけど。

【3/17追記:ロットによる各部寸法の違い】

5ledlight_comp2 上図は同じ5LEDライトの断面寸法を比較した図なのですが、入手時期の違いによって製造ロットが変わっていたらしく、上段は今回の改造に使用したタイプ(入手時期は2014年3月)、下段は1ヶ月ほど前(入手時期は2014年2月)に購入ストックしておいたものです。単5型電池を組み込むためのヘッドおよびテールネジ部分の短縮加工では、過去のロットの方がスペースに余裕があって楽なんですけれども、ヘッド部分の開口径に関しては過去ロットは1mmほど小さくなっており、コリメーターを組み込む際の切削加工が大変そうです。

031700011 筐筒の長さは過去ロットの方が若干短くなっており、現行ロットでは長くなっています。

031700021_3 ヘッド開口径は過去ロットのものが若干小さく、現行ロットでは拡大しています。

031700031 ヘッドネジ部分のピッチは過去ロットのものが細かく、現行ロットでは荒くなっています。ヘッド全体の長さに関しては過去ロット、現行ロットで差異はありません。

031700041 テールネジ部分のピッチもヘッド部分と同様な傾向です。テール全体の長さに関しては、過去ロットのものが若干長めで、現行ロットでは短くなっています。

【3/18追記:使い勝手について】

 一番最初に使った単5電池はあまり良い状態ではなくてバラツキがあったらしく、初期は1300x100Lux出ていたものがすぐに500x100Luxに低下したという書き込み(3/11追記分)を読んでガッカリした方もいるかと思います。ところが、別な新しい電池に変えて、さらにテールスイッチに接触不良が起こりやすいこと(3/16追記分)を確認して対応した後から、明るさが安定する様になって実用的に使えることが判ってきました。どうやら接触不良による電圧降下が相当酷かったみたいです。改造しないで5LEDのままで使う方も多いと思いますが、どうにもすぐ暗くなってしまって調子が悪い様なら一度テールスイッチの接触不良による電圧降下を疑って対処してみてはどうでしょうか。

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※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.12-2_100均3LEDクリップライトの輝度アップ改造(CL0118B+SBD+C、CREEチップXP-GランクR4搭載

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改造計画No.12-5_100均3LEDクリップライトの輝度アップ改造計画(CL0118B、LP-AWME56F1Aを3灯組み込み予定)

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改造報告No.15____100均LEDミニスタンドライトのスタイリッシュ改造計画(LED、昇圧回路未選定)

改造報告No.16____100均BLT LED LIGHTの輝度アップ改造(CL0117+SBD+Cの単機駆動、CREEチップXP-G_R4搭載)

改造報告No.16-2_100均BLT LED LIGHTの輝度アップ改造(CL0117+SBD+Cの重連駆動、CREEチップXP-G_R4搭載)

改造報告No.16-3_100均BLT LED LIGHTの輝度アップ改造(LTC3490単機駆動、CREEチップXP-G_R4搭載)

改造報告No.16-4_100均BLT LED LIGHTの輝度アップ改造(CX2601、CREEチップXM-L2ランクU21A)

改造報告No.17____100均2WAY LEDキーホルダーの輝度アップ改造(EMH7601、GM2BB65QK0Cを5灯、単6形NiMH)

改造報告No.18____100均LX-601の輝度アップ改造(CX2601、CREEチップXP-G)

改造報告No.19____100均5LEDスタンドライトの輝度アップ改造(AMC7135、LP-AWME56F1Aを5灯、Li-ion電池)

改造報告No.19-2_100均5LEDスタンドライトの輝度アップ改造(AMC7135、GM2BB65QK0Cを5灯、Li-ion電池)

改造報告No.19-3_100均5LEDスタンドライトの輝度アップ改造(AMC7135、LP-AWME56F1Aを10灯、Li-ion電池)

改造報告No.20____100均LEDランタンの輝度アップ改造(焦電センサー、AMC7135、CREEチップXP-G、Li-ion電池)

改造計画No.21____100均サイクルセーフティライトの改造計画(一部パーツの流用と応用考察)

改造報告No.22____100均ランチャーライトV9の輝度アップ改造(AMC7135、OSW54L5111P)

改造報告No.22-2_100均ランチャーライトV9の輝度アップ改造(AMC7135、CREEチップXP-G、Li-ion電池)

改造報告No.22-3_100均ランチャーライトV9の輝度アップ改造(AMC7135、LP-AWME54F1A)

改造報告No.22-4_100均ランチャーライトV9の輝度アップ改造(AMC7135、OSW47L5111Y)

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

2014年3月 2日 (日曜日)

LEDライト改造で知りたい情報(2017/8/30追記:ワンクリック電源ON/OFF回路の検討)

 CL0117やCL0118B、CX2601、YX8113における最適インダクタ値の検証や組み合わせる最適SBDの検証結果、またVDD端子の繋ぎ方や並列接続動作を検証した結果、スイッチ接触不良を防ぐためのFETスイッチ検討などご覧になりたい方は、このリンクを辿って下されば助かります。


~~~なお、リンク先には以下の最新追記分も記載しています。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

【2017年8月30データ追記:ワンクリック電源ON/OFF回路の検討】

 100均LEDライト改造での苦労は、電源やLED、昇圧回路などのパワーアップしたものを作った当初は絶好調で使えていたのに、やがてチラチラし始めて点灯状態が不安定になることでしょうか。

 この原因はズバリ電源スイッチの接点容量不足です。各パーツをパワーアップすると回路に流れる電流はそれに応じて大幅に増加しますが、それを見逃したまま従来のスイッチをそのまま使っていると、数十mA程度の接点容量しかない汎用品に500mA~1Aも流すことになってしまい、やがて接点が焼けて接触不良を起こすのです。(→そういうものを幾つも作ってきました。)

 この不具合を防ぐには、電流容量に見合った電源スイッチへ入れ換えれば済む話ですが、組み込み先に余裕のない100均LEDライトだと大きなスイッチは使えないし、見た目にもゴツくなって趣が削がれます。500mA以上の接点容量を持ったスライドスイッチやオルタネートスイッチで、気軽に100均LEDライトへ搭載できる超小型なタイプは見たことがありません。

 それならどうするかというと、大電流の流れる電源ラインのON/OFFを機械的スイッチではなくてパワーMOSFETを使った半導体スイッチに置き換えるという作戦をとります。わずか数Vの制御信号を与えてやれば数Aクラスの電流をON/OFF出来る半導体スイッチは正に打って付けと言えます。

 例えば米粒サイズのPchMOSFETであるDMG3415Uは、-1.8Vのゲート駆動電圧を与えてやれば数Aの電流をコントロール出来ます。そしてゲート駆動電流は数μAしか要らないので、これを制御するスイッチには電流容量を気にする必要の無いくらい超小型な機械的スイッチが使えるのです。
 (応用先→
改造報告No.14

 さて、電源ON/OFFに半導体スイッチを用いたとして使えるスイッチの種類はどんなものがあるかというと、2P接点以上のスライド形かオルタネート形ということになります。いくら接点容量を気にしなくても良いといってもこれらのスイッチはある程度の大きさがあるので、選定は組み込み先の空きスペース次第でありそこがネックとなります。

 米粒以下の大きさで厚みが数mmもないタクトスイッチが使えればそんな問題とはオサラバなのでしょうけど、タクトスイッチは押している間だけしかONしませんから、そういう用途向きにしか選定できません。クリック毎にON/OFFの切り替わる回路機構が簡単に手に入ればお誂え向きなのですが、実はあるんですねぇそんなモノが。

 高輝度LEDライトのメーカー製にはワンクリックでON/OFFできるものがあり、これにはタクトスイッチのクリックを感知して電源用パワーMOSFETをコントロールするマイコンチップが搭載されています。そしてそんな機能を持ったチップがなんと100均LEDライトの中にもあって、しかも簡単に取り出して転用出来るモノがあるのです。

~転用の一つ目~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Img_08181 これはグリーンオーナメント製のサイクルセーフティライトの基板。中央にある白色チップLEDのON/OFFを、頭が黒く塗られた白い”謎の”4端子モジュールがコントロールしています。二つある剥き出しな反転バネがタクトスイッチで、クリック毎に常時点灯、早点滅、遅点滅、消灯を繰り返します。

Ng 上図は、その”謎の”4端子モジュールを利用してタクトスイッチでワンクリックON/OFFが出来る様にしたLEDライトの回路です。モジュールのSW端子へGND接地パルスが入るとOUT端子がGNDに落ちてMOSFETがONとなります。いわゆるシンク出力なので、PchMOSFETを直接駆動できるのがいいですね。
 上図の通りに回路を組むと、タクトスイッチをクリックするだけで電池からMOSFETを経てパワーLEDへは3Aもの電流が流れますが、タクトスイッチはこの大電流経路と関わっていないので焼ける心配はありません。ただし、ハイパワーLEDの方は放熱対策を施さないまま3Aも流せば簡単に焼損しちゃいますから、まともに上図を組んだらNGなので注意です。

Okver2 それならハイパワーLEDが焼けない程度に電流制限を設けてやれば良いので、350mA定電流チップのAMC7135を使う方法にしたのが上図。”謎の”4端子モジュールはシンク出力なので、PNPトランジスターを噛ましてからAMC7135のVDD端子をコントロールしてやればいい。

Img_09292                 これの応用→改造報告No.22-2

Img_10501_2                 これの応用その②→フリスクLEDライトNo.3

 ~転用の二つ目~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 

Img_11622 これは同じくグリーンオーナメント製でLEDミニタッチライトの基板。中央にSOP23-5形の米粒マイコンが鎮座、3個並列にしたチップLEDの点灯をコントロールしており、基板左端にある超薄型タクトスイッチをクリックする度に単純な点灯/消灯を繰り返します。Drive_circuit_2 上図はLEDミニタッチライトの回路図。こちらのマイコンモジュールもシンク出力となっており、PNPトランジスターを噛ましてチップLEDを駆動しています。SW端子がGNDへ落ちる度にOUT端子の出力がGNDとハイインピーダンスを行ったり来たりします。

Drive_circuit_3 このマイコンモジュールを転用したLEDライトの応用例。タクトスイッチのクリック毎にハイパワーLEDを350mA定電流で点灯/消灯します。

Drive_circuit_4 さらに応用例。LEDを定電流で駆動する場合、AMC7135だと350mAで固定されてしまいますが、NJW4616を用いるとセンス抵抗値次第で20mA~300mAまで調整可能です。上図では0.67Ωのセンス抵抗を挿入しており、300mA定電流設定となっています。

  定電流設定値(mA) = 0.2(V) ÷ センス抵抗(Ω) 

Img_12624                  (応用例リンク→改造報告No.23 

Circuit_for_chrgerbox そしてさらに進化した応用例。1.2Vのニッケル水素電池を2本直列にした2.4V電源系で、昇圧回路の動作をマイコンチップでコントロールしつつ、ハイパワーLEDを点灯させるもの。タクトスイッチのクリックを感知したマイコンチップはOUT端子がシンク出力となりGNDに落ちますので、PchMOSFETのゲートが引き込まれてソース・ドレイン間が導通状態となり、後段の昇圧チップEMH7601が動作を開始、ハイパワーLEDを点灯させるという具合です。FB端子に繋がっているVR1MΩの調整次第ですが、最大580mAまでLED電流を流せる能力があります。
 
Sdim08003               (応用リンク→充電用電池BOXのLEDライト化

 なお、この回路はニッケル水素電池が一本の時でも動作可能で、マイコンチップは1.2Vでも動作することを確かめています。PchMOSFETのゲート駆動電圧が不足気味かと思いますけれど、ソース・ドレイン電流は1Aも流せれば上等なので何とか大丈夫みたいです。ちなみにEMH7601は0.9Vでも昇圧動作可能であり、その入力電圧においてはLED電流が100mA取れるかどうかといったところです。

※分解と改造と応用は各人の判断にて行い、それによって生じる責任を負うこともお忘れなく。

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