100均ライト改造報告No.4-5(7/1更新:ターボスイッチはモールススイッチへ換装)
100円均一ショップ(ミーツ)にて購入の3LEDパワーライト高輝度化改造も、本報告で第五弾になりました。改四で使っていたLED、CREEチップXP-GランクR4よりも高効率で高輝度なXM-L2ランクU21Aを入手、CL0117+SBD+C併用回路で150mA止まりだったLED電流はLTC3490の採用で250mA駆動が可能となり、1.2V単3型NiMH電池一本で120ルーメンの光束を達成、より一段と明るくなった3LEDパワーライト改五が誕生したのです。
にっこにっこにー!さぁ今日も気合入れて練習よ!
にこ先輩「ちょっと、あんたたち!今度の学内ライブで使えそうなライトアップ装置をこのにこにー様が
見つけておいてあげたんだから、ちゃんと慣れておきなさい!!って、ちょっと、聞いてる?」
from『ラブライブ!』
3LEDパワーライトの改造も今回で改五。外観は改四と全く変わりませんが、昇圧回路とLEDが前よりも遥かに進化しました。LEDはCREEチップXP-GからXM-L2ランクU21Aへ、昇圧回路はCL0117+SBD+C併用回路からLTC3490へそれぞれパワーアップしています。
改五の照射パターン写真なのですが、僅かにLEDダイの四角い形を投影していたりします。改四と同じアバゴテクノロジー製コリメーターASMT-M006(6°)を使っているのですけど、LEDチップが異なるとここまで違うパターンになるんですね、面白いです。ちなみに、1m先の照射径はおよそ70cmあって広角気味、中心部の照度は1000Luxあります。なお、LED電流は最大340mAまで出せるのですが、発熱による焼損(改報2-3は延寿のハイキックが効いたのかも)が怖くて250mAに絞ってあるものの、発光効率に優れることからその電流値でも120ルーメンを取り出せています。
改四と同じくアバゴテクノロジー製コリメーターASMT-M006(6°)を採用、今回のCREEチップXM-L2ランクU21Aとコリメーターとの焦点位置はそれほどシビアではありませんでした。
電池側接点から見た図です。極力、元の基板のパターンを有効活用する様にしています。なお電池接点用バネは不要なので取り外してハンダを丸く盛ってあります。
コリメーターの取付加工は改四と同じなのでここでは省略します。加工寸法を確認したい方は改造報告No.4-4を参照してください。
昇圧回路およびLEDの組み込み状況です。CREEチップXM-L2ランクU21Aは放熱板付きのタイプを基板上へ直接取り付けてしまっているので、昇圧回路用の部品はコリメータとの隙間を利用して側壁に沿うような配置になっています。LEDチップの大きさは5mm角でXP-Gの3.45mm角をいくつも使い倒してきた身には可成り大きく感じます。
コンバーターチップのLTC3490はまたもや空中配線でしかも放熱設計なしで使っています。隙間が僅かしかないのでインダクターはラジアル型を使うことが出来ず、小型なパワーチップ型を採用しています。写真上で気が付いた人はいるかもですけど、LEDのアルミ放熱板へ数か所の穴を開け、基板裏側から電池のプラス極とマイナス極のケーブルを貫通して放熱板上の銅箔パターンへハンダ付けするというちょっとしたテクを使っています。
LTC3490の定電流制御調整用に半固定抵抗1MΩを取り付けています。これで最大340mAまで調整することが出来るんですけど、LTC3490の放熱対策をしていないのでとても長時間の連続駆動は出来ません。それでなんとか大丈夫そうな250mAまで落として使っています。
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【6/26更新:ターボスイッチ追加実装、一時的にフルパワーモード出力が可能に!】
通常点灯ではLED電流を250mAに絞ってありますが、新たに取り付けたターボスイッチを押すとLED電流をフルパワーの340mAまで上昇出来るギミックを追加実装しました。これにより、光束120ルーメンで照度1000Lux@1mな通常点灯から、ターボモードでは光束162ルーメンで照度1400Lux@1mに一時的ですがパワーアップします。
新たに組み込むターボスイッチはなるべく小型でしっかりした構造のものが良いので、使えそうなものを幾つか入手して検討した結果、一番上の米粒大な表面実装用タクトスイッチにしました。ラビットハウスのチノ(from”ごちうさ”)に測ってもらったところ、なんと寸法は4.2mm×3.2mmしかありません。重作動力タイプなスイッチ構造なので一般的なタクトスイッチよりも感触が固くて重く、あまり長押ししたくない用途としてはピッタリです。検討した各種スイッチの入手先は、ALPS製表面実装用タクトスイッチ(¥100/5個)とPanasonic製ディテクタスイッチ(¥100/10個)が秋月電子通商、ALPS製丸型タクトスイッチ(¥150/10個)は千石電商です。
側壁に埋め込んだタクトスイッチからの配線はVin端子とCTRL端子とにそれぞれ繋ぎます。CTRL端子には半固定1MΩで分圧した電源電圧が掛かっており、これでLED電流値を250mAに設定しているのですが、タクトスイッチで強制的にVDDを印可することによってLED電流コントロールをフルパワー設定とし、340mAを一時的に流せる様にしています。なお、LTC3490やCREEチップXM-L2ランクU21Aの放熱設計は行っていないため、ターボスイッチを長押ししていると確実にこれらが焼損しますので、ほどほどにしないといけません。
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【7/1更新:ターボスイッチをモールススイッチに換装】
ターボスイッチというアイデアは面白かったのですが放熱設計ありきで語るものであって、対策していない現状でのその効果は本当に一瞬しか発揮できない、という何だか詰まらない結果に落ち着きました。でも折角取り付けたスイッチなので他に用途は無いものかと考え、今度はCTRL端子をGNDに落とす配線を思いつき、スイッチを押している間は一時的に消灯できる仕様が誕生しました。
これをどうするのかというと、光モールス信号送出用のスイッチに使うのです。アマチュア無線3級(電信級)では必須なモールス信号送受信、まさかライトを使ってモールス交信せねばならない状況が来るとは思いたくないのですけど、海上の戦艦や潜水艦が探照灯でモールス交信しているのはとてもカッコイイですね、あれの真似事が出来ると思えば少しはテンションも上がるというものです。
さおりん「モールス信号なら任せて!一応2アマ取ったからね!」
ゆかりん「Ⅳ号にも照準用暗視装置欲しいです、西住殿!」
みぽりん「74式の? また自動車部の皆さんが喜ぶようなことを・・・」
麻子「夜戦か、夜は私の出番だな」
華「お夜食が楽しみです。」
会長「干し芋なら、用意しといたげるよ~」
from『ガールズ&パンツァー』
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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.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)
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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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