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2014年6月28日 (土曜日)

100均ライト改造報告No.2-3(6/24更新:オーバーヒート轟沈の状況)

 100円均一ショップ(ミーツ)で購入の2WAランタンですけど、過去の改造は改報No.2-2で止まっていました。今回、昇圧用コンバーターを過去改造で使っていたCL0117からLTC3490に載せ換え、CREEチップXP-Gを単3型1.5Vリチウム電池1本で300mA駆動してみることにしました。

061200201 延珠(えんじゅ)の容赦ない蹴りを食らっている2WAYランタン改四ですけど、以前の改三より可成りパワーアップしていて、まともに126ルーメンを食らったら目潰しですぞ、それとスカートでハイキックは止めましょう、パ◯ツ丸見えです。

          延珠「ふふ~ん、何言ってるの? う・れ・し・い・く・せ・に。」
             (図星!)                           from 『ブラックブレット』

061200161 2WAYランタン改四は外観上ではまったくのノーマル未改造品のように見えますけど、内部発光ユニットの昇圧回路とLEDチップが強化してあります。

061200211 改四の照射パターンは、コリメーターを使っていないリフレクター方式ですけど、写真の様に綺麗な狭角スポット光になります。1m先の中心部の明るさは、照度計測定値(LX-1010B)で1500LUX(1.5V単3型リチウム電池新品での数値)でした。なおLED電流については、昇圧用コンバーターLTC3490をフルパワー駆動しており、CREEチップXP-Gに340mA流れていることを確認しています。(6/24談:ああ、なんて力強き輝きだったっことか・・・)

061200081 2WAYランタンは元々、この発光ユニットの中に単3電池の1.5Vを3Vに昇圧する回路が詰まっています。コンバーターを入れ替えるなら、このハウジング内に納まる様にしなくてはなりません。(6/24談:こんなに白く整った美しい形だったのか・・・)

061200051 コンバーターチップLTC3490の標準回路から定電流調整用のVR1MΩを除き、CTRL端子をVin端子に接続することで、定格フルパワーの350mA設定として回路を組んでいます。でも、LEDやコンバーターチップの発熱が問題になる様なら、電流調整用のVR1MΩを組み込むためのスペースはまだありそうです。3.3μHのインダクターはRdcの小さいもの優先でラジアル型を使っていますが、どうにもこの大きさで限界のようです。

061200031 CREEチップXP-Gは放熱器なしのチップタイプを使っていますので、部品の余ったリード線で足を作って高さを確保するのと同時に、リフレクターとの焦点位置を調整しやすくするため、長めに配線してフレキシブルな結線にしています。

061200111 CREEチップXP-Gは大きさが3.45mm角で対角寸法は4.88mmになるため、リフレクター下部の穴の内径5mmに対してギリギリの大きさです。ランタンモードからライトモードに切り替える時、リフレクター内壁へ接触しない様に位置を調整するのが重要です。(6/24談:かつてはリフもLEDも整っていて美しいかった・・・)

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【6/14更新:オーバーヒートにより轟沈してしまいました!!】

 使い勝手を確かめるため連続点灯テストを実施していたところ、およそ5分後に突然消灯してカラカラと音がする様になりました。詳しく状況を調べてみると、LEDのハンダが溶けてチップが外れていたり、リフレクター下部の反射膜が曇っていたり、発光ユニットのLTC3490付近の白いハウジング部分が縮んでいたりと、発熱が原因で起こったと考える不具合を確認しました。点灯初期に結構熱くなっていたのである程度の予想は立てていたのですが、これほどまでとは。

 この件でLTC3490フルパワー350mA駆動ではとても耐え切れないことが判ったので、電流値を落とす対策を講じねばなりません。ひとまずはCREEチップXP-Gで100ルーメン確保のためCTRL端子の電流調整用分圧抵抗を追加、LED電流を266mAに設定して様子を見てみることにします。

 しかしながらこればかりは実際に経験してみないとその問題の凄さが実感できなく、何とも貴重なデータになりました。そして、具体的にどの様な対策を講じればよいのかもこれで理解できたので、次回作への礎にしたいところです。

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【6/24更新:オーバーヒート轟沈の状況について。ああなんて、こんな無残な・・・】

062400031 オーバーヒートで轟沈後の状況を確認するために発光ユニット部分を取り出してみると、CREEチップXP-Gは取付足のハンダが外れ、内側にLTC3490が入っている箇所の白いカバー部分は熱収縮して大きく変形していました。これほどの発熱だと、もうコンバーターは生きているかどうか判りません。

062400051 リフレクター下部も影響を受けていて、CREEチップXP-Gの放った著しい発熱による熱収縮が起きており、パーティングラインに沿ってクラックが入っている様子も伺えます。もうリフは再起不能かも。

062400061 CREEチップXP-G周辺の変形が著しく、折角の反射膜も曇ってしまったので、再利用も出来ないっぽいです。

062400081 流石にハンダ付け温度に耐えることもあって、自身が発した熱であっても壊れておらず無傷で生きており、これは再利用できます、意外とタフですね。

※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.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)

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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

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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

とうとうやってきました! 100ルーメン越え。それもあの白いキャップの中に良く入りました。

やはりLTC3490は素晴らしいですね。もちろん追従出来る能力の電池も重要ですが。
LTC3490が高価でおいそれと手出し出来ない身としては、市販モジュールを買うか、amazonで710円(税込み、送料込み)で販売しているcree Q5 というバッタ品らしきライトからモジュールを取り出すかなどと検討中です。

この2WAYランタンのリフは深くて非常にスポットが強くそのままでは配光が好みではないので、私は敢えてLEDを少し先の方まで出して焦点をずらしてスポットを和らげています。

[mytosni]さん、またまたアップロード直後の素早いコメントにびっくりです、いつも有難うございます。

 ここ最近のLEDライト製作でLTC3490の組み込みが大して難しくないことに気が付いてしまいました。このためCL0117の出番が少なくなりそうで、在庫たくさんあるのにどうしたものか・・・。さらにLTC3490は電池2本にも対応しているのでCL0118Bの出番も無くなっていくという状況に。

 LED電流が300mA超えている状況では、今後単3電池はアルカリ型ではなくリチウム系かNiMHを使っていくことになりそうです。大抵の市販品が60~90分の点灯寿命との状況に対し、こちらの改装品も電池寿命を計測して比較検証していくことが今後の課題です。

 また改報No.6のコメントに書いておいた『電池一本で100ルーメン達成企画』は、これで(1)をクリア出来たので、引き続いて(2)や(3)に取り掛かる予定です。

 

早速実行された『電池一本で100ルーメン達成企画』素晴らしいです。
私はパワーを引き出すドライバーICを持っていないので企画には参加出来ず、電池1本では数十ルーメン止まりです。

私の100越えは素直に単三電池2本で対応検討、大きな懐中電灯系ばかりになります。一番小さくても、モップの柄を利用しBig5ヘッドを加工して接続するダイソー5LEDライトのヘッドへXP-G組み込みしたライトになる予定。次点がストラップ付きⅢLEDライト又は昔購入したキャンドゥのクリップライトミニ(ムギ球式)を改造したものになるでしょうか。どちらもアバゴの6°コリメータレンズを入れれば開口面積を有効に使えてXP-G放熱板付きが楽に入る筐体です。
ダイソーのリフランを帽子型4LED並列直列化して単四3本でHT7750A定電流駆動も100越え可能ですが稼働時間が極端に短くなりそうです。

私はLTC3490未購入ですが、LEDマイナス側と電池マイナス側を同電位で扱えてLEDの放熱構造検討楽ですね。CL0117やCL0118Bと同じようにケースアースで気楽に使えます。MC34063A(電源30Vまで)やBT8532(電源9Vまで)も電源3Vでは出力150mA程度に限られますがケースアースで使えRscで定電流管理可能で良いです。
HT7750Aは電池2本なら5V200mA供給可能で、LED2個直列駆動時は電源4.5Vまで安心して使えCR2032等なら6Vでも使えますが、定電流方式だと電位を共通に出来ず少し不便です。最大でも1Wしか供給出来ないのでLEDの放熱を心配する程でもないですが。

とうとうROFIS (ロフィス) PR11を発注しました。今後電流を多く流すことが増えるのでそろそろNiMH購入時期ですね。以前検討した、1本ずつ管理して4本同時充電可能な急速充電器(単三4本付き)K-KJ21MCC40を購入しようかと思います。
充電器を購入する前にJunkBoxから10本出て来た1100mAのNiMHで試運転します。最新のNiMHに比べて容量は少ないですが大電流時は単三アルカリよりは持つでしょう。内部抵抗がどの程度劣化しているか心配ですが強制リフレッシュかけたら懐中電灯で電流200mAや400mAでは普通に数時間使えるようになりました。

長文で失礼しました。

追記:
LTC3490で「お遊び」なら、改報5の単四化ライトにNiMHを入れて100越えライトに出来そうですね。稼働時間10分~20分程度かも知れませんが。

追記2:
単なる『100ルーメン達成企画』ですが、
2WAYライトや3LEDパワーライトに近い筐体サイズの百均ライトということであれば当方として可能なのは

(1)ダイソーリフラン(単四x3)を帽子型4灯化、HT7750Aで150mA制御(LED1個当たり75mA)で133ルーメン?
 電池電流は250mA位か。

(2)来邦工業のLED9キーライト、電源CR2032x6~7枚(他社のショートランチャー系なら3~4枚)で、3LEDパワーライトのリフと基板を入れ帽子型3灯直列をCL6808による100mA制御で133ルーメン?
 電池1個あたり50mA程度で済みそうなので、改造を始めた頃のショートランチャー3LED化&抵抗制御と大して変わらない電流で非常に明るくなる。抵抗制御はなんともったいないことか。

というところでしょうか。

[mytoshi]さん、ついに市販品入手ですか、店頭で眺めていてもピンキリで良く調べてから買わないと比較的に高めな値段で大損しかねないので、未だに二の足を踏んでいるところです。

 『電池一本で100ルーメン』企画のアイデア、色々と挙げて頂いて有難うございます。改報No.5の100ルーメン化は確かに簡単そうです、気が付きませんでした。

 『単なる100ルーメン達成』企画は電流制限抵抗方式で既に先達が数多く発表しているものの、大抵は達成できても瞬間的であってすぐに電圧落ちて使い物にならない状況に辟易していました。でも考え方を変え、インバーター制御式にして一定光束を得る改造ならば新規コンセプトとして手を付ける価値あると思います。

市販品が届き次第データ取りしてみます。
100ルーメン化はまずリフランの4LED化を手掛けようと思います。現在の3LEDの真ん中へ穴を開けて追加します。HT7750Aによる定電流化はLED2個直列にすることで検出抵抗によるロスを10%も改善できますので偶数化で実施です。
4LED化は3LEDパワーライトで実施していますがこの時はすべて並列のCL0117駆動なのでたいして明るくなりませんでした。

ご参考:
とても勉強になるHPを見つけました。内容が豊富過ぎて理解がまるで追いつきませんが。
光と光の記録 - 光編   (2014.03.27) 
http://www.anfoworld.com/Lights.html

http://www.anfoworld.com/ へ遡るともっと大量の情報がありこのように無償公開してくださっていることに頭が下がります。

※ 放射温度計SS5580の件
XP-G放熱板温度測定(放射率を求める実験)はまるで進んでいませんが、半田ごての温度を測定してみると250℃位、K熱電対では300℃以上。室温近傍では差が無いのですが、室温より高い温度の場合放射率0.95のままではやはり低めに出てしまうようです。測定精度を上げるには材質に合う放射率に設定する必要がありそう。
測定箇所を確認する為のダブルビームは、二つのビームの中心が測定部位であることが直ぐに分かり、非常に便利です。

別件:
三十年位前に購入した半田ごてgootTQ-80のこて先が少し減ってきたので交換しようと思ったところ交換部品はもう販売終了でした。ボタンを押すと熱量UPで大きめの部品を半田付けするときは便利なのですが。ライト改造用にそろそろ半田ごてを新調(買い増し)する時期かもしれません。温度調節付きのFX600とチップ部品用こて先2.4Dを検討中です。

連投で失礼します。
私には満足できる単四1本ライトが無い事に気づき作成を開始しました。OPT45°レンズへ帽子型LEDを当ててみたところ私が満足できるスポットが出来たのでこの組み合わせを採用します。

名付けて「ダイソー5LEDライトの単四化」(或いは、キャンドゥ 1LEDライトミニキーホルダーの単四化)。

これまで、Big5やダイソー5LEDライトを単四化するには筒連結が必要でした。これでは電池サイズに対してやや長めで間延び感は否めませんでした。ところが、クロヤマネコさんが「1LEDライトミニキーホルダー」という素材を開発してくれたことにより今回単四ライトの新しい道が開け、1LEDライトミニキーホルダーの筒へダイソー5LEDライトのヘッドとテールスイッチを結合することでピッタリな筐体が誕生しました。

早速作成開始です。
筒のネジ部にダイソー版ヘッドを取り付けます。その際、ヘッドのネジ部内側をヤスリで少し広げて単四が通るようにするのは以前の連結化と同様です。更に、筒の本来レンズが有った部分をヤスリで少し削りダイソーのテールスイッチをねじ込みます。この時、きつくはまるようにし2mm残してねじ込むのが秘訣です。ねじ込み過ぎるとゆるゆるで役に立たなくなるので注意。これで電気接触が取れるようになりました。5LEDライトよりも12mm長いだけの単四ライト筐体完成です。電池交換はヘッドを外して行います。

このあとはライト部品組み込みです。(ここからはまだ準備中)
OPTレンズ45°外周を少し削ってヘッドにはめ込めるようにしておきます。焦点調整はLEDのツバとレンズの間へ1mm弱厚のワッシャーを挟めば丁度良い。ヘッドの残る隙間へ帽子型3chipとCL0117、コイルは22μH(帽子型LEDへの電流を100mAに抑える為アキシャル型採用)、円形基板(マイナス電極は側面、プラス電極は基板中央へ平面接点)を収めます。
LTC3490があればXP-Gで100ルーメン越えも可能ですが、ここでは帽子型LEDを使って常用ライトとして長時間稼動可能な40~30ルーメンで我慢します。これまでの経験では連続3時間ほど実用範囲の予定です。単四アルカリは6本で108円なので単五化よりも維持が安くて済む。本格利用は単三1本ライトですが、単四ライトはサブライトとして。

[mytoshi]さんの張って頂いたリンク先を見てみました、およそ光に関することならばここで事足りるのでは? 久々に濃い内容なページでした。

 ハンダゴテは当方、ガス式のコテライザーを愛用しておりコードレスで静電気知らずな環境です。しかしこれは一度使ってしまうと遥かに快適過ぎて普通の電気ゴテへ後戻りできません。

 キャンドゥの1LEDライトミニキーホルダーの筐筒を使って単4型ライト? おおっ、その手がありましたか!筒を反対型に使うのもアイデアですね、でも4箇所あるスリットはそのままにするのでしょうか。

 今日、エルパラ姉妹店ピカリ館店頭でCREEチップXM-L2放熱板付きの最高ランクU21Aを買ってきたところです。値段は¥750で、XP-GランクR4放熱板付きの¥200に比べて3倍以上もする高価なLEDで、[mytosi]さん購入のROFIS_PR11にも使っているタイプです。

 買ってみてびっくりしました、XP-Gよりも樹脂レンズやLEDダイが遥かに大きい!100ルーメンに抑えて使う時、XP-Gよりも低いVFと電流で駆動可能なので発熱の問題も少しはマシになるかと考えてのことです。多分、最初に組み込むのは【電池一本で100ルーメン企画】の(2)で、3LEDパワーライト改五が誕生する予定です。

> 「オーバーヒートにより轟沈」

秋月のHPで「30mA以下は放熱板不要」との記述が有りますので、放熱板無しで340mAという時点で連続点灯時の危険性は予測出来ていました。単体では100mA程度が限界だと思います。19mmφの放熱板付きでも連続350mAは苦しいと思います。放熱板有りで250mA位が限界ではないでしょうか。
XM-L2-U2放熱板付きライトを楽しみにしています。部品全般の価格、エルパラなどほとんどの会社は秋月よりも高いですね。

> スリットはそのままにするのでしょうか。

元々付いているプラチューブで目隠しする手も有りますが、私は電池が見えても気にしませんのでそのままです。市販品のような耐水性や強度も求めていませんし。

「コテライザー」便利そうです。半田ごて選択で更に悩みます。

雑言:

高光量の市販ライトでは「数分で触れないほど熱くなる」という記述をよく目にします。
それでどの程度発熱するのか筐体への放熱で間に合うのかなど関心があるので放熱について少し調べてみました。

以下、箇条書きです。(いつも長文で済みません)

LEDが壊れないようにする為には発熱量以上の放熱板が必要。
LEDに掛ける電力(1Wや3W)を効率的に放熱する為には放熱板との間をパワーLEDの接合点と外壁との熱抵抗よりも小さい値の熱結合をする必要がある。又、放熱板はLED電力による発熱があってもLEDの接合点温度が120℃程度で納まるような放熱抵抗能力が必要である。

パワーLEDの接合点と外壁との熱抵抗は下記資料によると8~10℃/W。
http://www.teknologue.co.jp/jp/company/seminar/090127LED.pdf

LED用19mmφ放熱板の熱抵抗はいくつか?LEDの発熱をどの程度カバーできるのか?(LEDと放熱板間の熱抵抗はメーカーがしっかり設計してあるはずなので心配しない。)
以下の各種資料から類推してみると放熱板の熱抵抗はせいぜい50℃/W程度と思われる。LEDへ350mA流すと室温30℃なら放熱板はあっという間に80℃になる。密閉空間では放熱が悪いため温度は蓄積して更に上昇すると考えられる。放熱フィン付きヒートシンクを追加しなければ放熱は期待できない。市販ライトの筐体が触れないほどに熱くなるのは当然の結果だ。

以下に参考資料:

http://www.google.co.jp/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=49&cad=rja&uact=8&ved=0CFMQFjAIOCg&url=http%3A%2F%2Fwww.semicon.toshiba.co.jp%2Finfo%2Fdocget.jsp%3Ftype%3DAplNote6%26lang%3Dja%26pid%3DTL1F2-DW0%2CL&ei=WWKdU_CjKsn-8QWttoDQCg&usg=AFQjCNFztTeIDi2cfmEhQL7mRdz4-7jUbg
東芝1Wタイプ TL1F2シリーズLEDランプの熱抵抗データpdf
4ページの図4から上記放熱板の熱抵抗値予測は当たらずとも遠からずと思う。

http://www.tommy-bright.com/pdf/Luxeon-1WTenp.pdf
12ページに平板ヒートシンク(2.3mm厚)の熱抵抗値グラフ
0.5平方インチなら傾きを延長して35℃/Wか? T=1.7mmなら50℃/Wと予想する。

http://ce.citizen.co.jp/lighting_led/dl_data/tech/jp/CL-L340/CL-L340_Th_P1103_0411_J.pdf
シチズンのLED放熱設計資料3ページのグラフによるとLED温度を120℃に抑える為には、周囲温度40度の時、I=350mAなら熱抵抗10℃/Wの放熱器必要とのこと。

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-05053/
秋月で販売のTO-220用放熱器 16x25x16mm、熱抵抗値20℃/W グラフからは電力1Wで30℃上昇する

http://www.picfun.com/heatsink.html
アルミ板の厚みと表面積の熱抵抗値グラフあり。
TO-220用 熱抵抗値26.4℃/Wとある。

[mytoshi]さん、放熱設計関連のリンク参考になります。

 当方が一番最初に自作したLEDライトは、リチウムイオン電池17670型一本を電流制限抵抗なしで、当時まだ1500円くらいしていたルクシオン1WハイパワーLEDをダイレクトドライブするものでした。あまりにも凄まじい光量と発熱に対し、重厚な金属製LED台座を装備し外装のアルミパイプへ熱を逃がす方式を採っていました。

 昨年暮れから着手した100均ライトの改造では、心許ない肉薄のアルミボディへ放熱用台座を組み込む余裕がなくて、放熱対策のことをあまり考えてきませんでした。今回の失敗は放熱設計を侮った結果と考え、[mytoshi]さんが張って下さったリンクを参考に今後の改造へ生かしていきたいです。

報告です。
注文していた市販ライトが届きました。抜群の明るさです。スポットも広く私好みの配光でとても気に入りました。古いNiMH電池はこのライトでは大電流を流せないようで照度が出ません。という事で検討中のエネループ付き充電器をこのライト用に購入する予定です。

簡単なテストをしてみました。照度計へ密着方式ではあまり差が出ない為、1m先の照度を測定。
総括:
スポット半径が大きくて且つLux値高いライトが視覚上明るく感じる。
人間の目は照射されている範囲全体の明るさを見て判断しているようだ。
従って、中心照度だけでは判断できない為、直下の明るさに加えて中心から10cm,20cm,30cmなど離れた場所の照度も同時測定すると目視との相関が取れそうだと思う。

ダントツ一位は、ROFIS PR11、広い照射範囲で物凄く明るく安定している。
次点は、視覚上は広範囲で明るいダイソー1LED懐中電灯(改、帽子型x3、L=47μH)だが数値上は芳しくない。
同じ筺体のダイソー1LED懐中電灯(L=220μH)はスポット中心部が非常に明るいのでLux値高い。
又、ダイソーLEDホルダーライト(改)は小型ライトとしてはとても明るく感じるのにLux値は最低レベル。

1m離れたところのLux値(LX-1010B)
Lux スポット半径cm ライトの内容
3200 r>>80 PR11 360lmモード 単三x2(明るさは電圧依存か?)
1800 r>>80 PR11 180lmモード 単三x1(明るさは電圧依存か?)
1500 r>>80 PR11(180lmモード) NiMH 1600mAH品
610 r=25 PR11 58lmモード、電流制御されている
40 r=15 PR11 4.5lmモード、電流制御されている

以下は百均ライト関連(中心照度の順)
Lux スポット半径cm ライトの内容
1215 r=10 ダイソー1LED懐中電灯、単三x2(改、L=220μHアキシャル510型)
770 r=10 キャンドゥ3LEDハンディライトA 単一x2
530 r=10 キャンドゥ4LEDハンディライト 単四x3
215 r>70 ダイソー1LED懐中電灯、単三x2(改、帽子型x3細密充填化、L=47μH)
125 r=15 ビッグ5 LR44x4 (LEDリフを外して)
75 r= 5 3LEDパワーライト LR44x3
60 r>50 ダイソーLEDホルダーライト LR44x3 (改、帽子LED、リフへアルミテープ貼付け)

[mytoshi]さん、早速のROFIS PR11レポート有難うございます。

 照度計データから察するに明るくて使いやすそうですね、どんな昇圧回路を使っているか気になります。これで100均ライト改造からは卒業でしょうか。

 折角買ってきたCREEチップXM-L2ランクU21Aを組み込んだ100均ライト改造品を早く仕上げないといけません。

100均ライト改造は続けますよ。楽しいですから。

PR11のサイズは3LEDパワーライトの筒部分を20mm延ばしたサイズです。NiMH一本での最高照度(180ルーメン?)で10分連続点灯した場合のボディ温度はヘッド40℃、テール36℃、周囲温度30℃でした。、二本だと熱いと感じるくらいの発熱になりそうです。CR123A二本又は18650一本なら1000ルーメン(PR11の3倍)出るライトもありますが火傷するくらい熱くなりそうですね。
このライトは全体がアルミ合金で防水性や耐衝撃性は非常に良好ですが、ポケットに入れるには少々重いです。ということでポケット用には軽くて最適化したライトが欲しいので引き続き改造します。

今回の評価で設計の良いリフの素晴らしさを再確認しました。計算上のルーメン値は一割以上優れているはずのダイソー1LED懐中電灯(改、帽子型x3、L=47μH)がPR11の58ルーメンに視覚上の明るさで負けているのです。周辺光は大差無いですが中心光は話にならないほど差が出ています。ダイソーの1LED用に設計されたリフにはXPG利用して1LEDで改造するほうがスポットが明るくなって良いですね。

クロヤマネコさんによる沢山の改造情報により色々なサイズの電池に対する私なりの最適解が得られたように感じています。
たとえば、
単六1本 スリムライト帽子型LED改造品(ヘッドを削り込みリフに最適化)+薄めのレンズで更に集光
単五1本 1LEDライトミニキーホルダー帽子型LED改造品(ELPA DOP EP301のBL8532相当IC定電流基板利用でLR44x4も兼用)
単五2本 ビッグ5の筒二連化改造品+テールSW部品へCreeレンズと帽子型LED組み込み+1LEDライトミニキーホルダーのSW
  ※ダイソーの5LEDライトはテールSW長さの無駄が多い為これには不向きです。
単四1本 1LEDライトミニキーホルダーの筒を利用してダイソー5LED部品の組み合わせ
単三1本 ELPA DOP EP-301、EP-201の筒を利用したCL0117駆動品、及びモップの筒を利用した最小最軽量ライト
単三1本、2本 ROFIS PR11
その他のライトは実用性は二の次で改造の面白さを楽しむことになりそうです。

ROFIS PR11の延長筒を利用してNiMH 1本での電池側電流を測定しました。

Hi(180lmモード) 2.08A
MId(58lmモード) 0.40A
Low(4.5lmモード) 0.04A

予想通りの電流値でした。エネループ1900mA使用ならほぼ仕様書通りの点灯可能時間になりそうです。
尚、測定にはテスターMAS838の10Aレンジを利用(シャント抵抗0.01Ω)。

[mytoshi]さんのPR11ライト、思ったほどの温度上昇が無いのは効率よく筐筒へ放熱出来ているからなのでしょう、流石は市販品です。180ルーメン出すのにNiMH電池一本で2Aですか!それは凄いですねぇ、アルカリ電池やリチウム電池(1次)ではとても無理ですねぇ。

 最近の改造には、少しだけ悲しさと寂しさを感じるようになってきました。確かに作れば作るほど明るいものが出来上がるのは嬉しいのですけど、それ以前の作品が想像以上に暗く感じるからです。そしてまた新しい作品が誕生しました、3LEDパワーライトへCREEチップXM-L2ランクU21Aを組み込んだ改五です。既に組み込み工作は終了し、これから記事をまとめる作業に入るところです。

 改五の評価結果速報としては、[mytoshi]さんの直近のコメントにある通り、極端なスポット光よりも、多少広角気味で照度(LUX)の高いものがより明るく感じる、確かにそのままな印象でした。コリメータは同じアバゴの半値角6度にも拘らず、改四のXP-Gではスポット光になるところが改五のXM-L2では広角になっており、これは樹脂レンズとLEDダイの大きさが関係している様です。インバーターはLED電流150mAのCL0117+SBD+CからLED電流250mAのLTC3490に替わって光束は57ルーメンから100ルーメンに増しており、これも広角な割には明るく感じる原因と考えます。正確を期すのであれば、XP-Gで100ルーメン出るようにLTC3490組み込んでLED電流を266mA流したものと比較してみなければならないでしょう、これは出来ないことではありません。

改五の記事、楽しみです。

> 少しだけ悲しさと寂しさを感じる

私もそう感じます。
ライトの明るさは、LEDに投入した電力と発光効率に加えその光を導く光学系(レンズやリフ)の効率が大きく影響すると思います。これまで作ってきたライトに供給している電力はたかが知れたものでしたから今となっては暗く感じるのも仕方の無いことです。暗い代わりにランタイムはそれ相応に長いはずですが。
私が自作ライトでリフ式にこだわるのは、以前、リフとレンズの目視比較をした時に、同じ明るさのLED(帽子型、LP品)に対して綺麗にメッキされたリフがレンズよりもとても明るく感じたからです。但し、レンズ式よりも少し長くなるのが欠点です。
今回市販ライトを手にしてリフ設計が良いとこんなにも明るくなるのかと愕然としました。

でも、自作品はそれぞれの用途に合わせて作ることが出来るので楽しいです。
そこで、単四1本ライトを長時間連続で使えるキーライト向けでもう一つ作り直すことにしました。まだ計画段階。
先日別の記事へコメントした筒とヘッド組み合わせ式は家で使う分には問題ないですが、キーライトとして使うにはヘッドの太さが邪魔です。それで、Big5筒の両端を2.5mmずつ削って短くしてから連結した短縮化二連結筒へ1LEDライトミニキーホルダーのSW 2個を前後(片方は短縮加工したテールSW、もう一つはcreeレンズと帽子LED組み込み)に使ったストレート式も作ることにしました。30ルーメンも出れば十分なのでCL0117利用し、電池電流は初期200mA程度に納まるようにします。全長は70mm位で上記へコメントした連結筒+単五2本式より少し短くなるだけですが廉価な単四1本で数時間は使えるでしょう。

(!_!)改造報告No.4-5をアップロードしました。改報2-3の失敗がリカバリ出来ていないにもかかわらずの新作発表・・・。延寿のハイキック攻撃に磨きが掛からないうちに何とかしたいものです。
 

リフの悲惨な状況見ましたが、もう少し遅いと燃えたかもしれないほどですね。
リフ周辺は変形の具合からすると最低でも200℃くらい有ったのではないかと感じます。
半田付けがあのような形状で取れたのですからLEDは300℃近かったかも。多少劣化して発光効率は低下していると思います。

リフをどうしても再利用するのであれば、私の場合なら百均の接着剤付きアルミテープを貼るくらいしか方法はありませんが、クロヤマネコさんお得意のメッキでしょうか?

[mytoshi]さん、幸いなことにLEDチップ脱落がヒューズみたいな役割をしたのでそれ以上過熱せず燃えないで済みました。

 リフの再生および再利用はしないことにします、元手が100均なので。それ以外の他のパーツは交換用のストックにします。

突然ですが、古い記事への投稿です。
下記リンクに関連して、この改造報告No2-3で「オーバーヒート撃沈」という事例があったのを思い出しました。
「ダイソーのLEDライト 寿命テスト」 http://blog.zaq.ne.jp/igarage/article/4313/

百均ライトで使われているLEDは品質低いものが多いと実感していますが、駆動電流控えめにしても予想以上の劣化速度です。
同様の連続点灯を行っても日亜のLEDなどはほとんど劣化しないようなので製造技術の差が品質の差に大きく効いています。

気になってLED劣化原因の情報を探すとLuxeonの詳細資料が見つかりました。
http://www.tommy-bright.com/pdf/Luxeon-Trust.pdf
やはり、電流を流し過ぎた時の「チップ温度」が寿命に大きく影響するようです。
自作ライト製造時の放熱設計が重要であることを再認識しました。

10%や20%の出力低下は人間の目では気づかないらしいです。ライトの調光を考えるときは1/2を目安にするのが良さそう。
Amazonで購入した18650ライトに100%、50%、25%の3モード基板が入っているので取り出して、単三1本ライトを改造した14500ライトへ入れてみようと思います。もちろん100%での最大電流値は16mm放熱板と筒への放熱を考慮して無理が無い数値に抑えようと思います。

[mytoshi]さんは色々なページをご存知ですね、勉強になります。当方のデータ収集範囲はとても限定的なので視野が狭くなって困りものです。

 人間の目というものは、見たくないものを見ない様にする働きがありますから、もしかすると過熱減光しているという事実に気付かないフリをしてしまうのでしょう。しかしながら確実にそうである、無視できない、と実感したのはルクシオンLEDをリチウムイオン電池でダイレクト駆動して使っていた過去、アルミ筐体が持てなくなるほど過熱するような使い方で、使い込む度に輝度が下がっていったのを覚えています。現在、そこまで苛酷な使い方をしていないので、同じ様な悲劇には遭遇していませんけど。  

クロヤマネ子さん! 最近はいかがお過ごしでしょうか?
私の方は、いろいろ検討はしているものの製作は滞ったままです。

話は変わりますが、最近『とてもがっかりした』買い物があります。
結論は「ゴミ」が増えただけです。

その買い物は「改造報告No2」シリーズの元ライトと同じだと思って購入した「2WAY ランタン」(グリーンオーナメント製)です。
見た目はここの記事や下記リンクの製品と同じだったので、何も確認せずに購入しました。
http://kingpcfx.seesaa.net/article/305592642.html

家で開封してみると、「何か変な感じ」です。
「電池交換方法」を見てびっくり。電池が「LR44x3個」です。「昇圧回路」が目的だったのでがっかりです。
製品番号が「No.31051」に変わっていて、「ネジって点灯」の他に「テールスイッチで点灯」するようになっていました。筒の内側もLR44に合わせた部品が追加されています。明るさ(暗さ?)や超スポット配光は同じです。

他のライト改造用に使える部品は「テールスイッチ」くらいです。

[mytoshi]さんが手に入れたタイプはまだ見たことがありません、もしかしてご近所のミーツに入っているかもしれないので今度見てきます。

 しかしながら設計変更でもあったのでしょうか、昇圧回路が入っている白い部分はLEDだけでカラっぽ? リフレクターやLEDの載っているヘッド部分は変わらず、電池の入るボディを入れ替えたっぽい作りと想像します。そうなると、当方としてはリフレクター狙いの部品取り的な価値しかなさそうです。

 こちらの最近は先週に城ケ島へ出かけてからというもの、すっかり毒気が抜けてしまい秋葉原系(エンタメ、電子工作も含む)はサッパリです。

ニコイチによる改造情報。

この記事の元ライトがLR44x3化されて昇圧回路が無くなってしまい面白くない「2wayランタン」(No.31051)。
筒はテールスイッチ込みで「長期保存用CR123Aライト」(CL0118B、砲弾型40cd@20mAx4)になりましたが、残ったリフを有効活用です。

リフの底を削ってXM-L2をあてがってみるとチップが綺麗に映っています。そこで、二本持っている26650充電池が入る「XM-L2 T6 W-878懐中電灯LED」(1200円送料込み)の凸レンズを外して入れてみました。スポット光が広めで周辺光も明るい実に綺麗な放射パターンになりました。リフ外径を29mmに削って凸レンズ押さえに嵌め込めば改造完了です。

W878モドキは推定出力約600ルーメン(100%、50%、25%切替)と強力でも放熱性が非常にしっかりしているのでプラスチック製リフでも大丈夫です。2時間連続点灯でも熱くなりません。
TrustFire18650 3000mAh(実測2700mAh)(AmazonでXtronTec社から購入)使用時「強(100%)」で2時間は明るさが変わらず、2時間半で光量半分まで落ちます。「中(50%)、300ルーメン」なら4時間以上持つかな?26650(5000mAh)を入れれば更に二倍持ちそうです。

凸レンズで全面均一光の時は青白い光色でしたが、リフで集光すると綺麗な白色で好みです。反射面メッキ材質の影響で光色が変化したのでしょうか?
いずれにしても、全面均一光のライトとは趣が大きく変わり、広いスポット光が良くて散歩用に使い易くなりました。

(!_!)グリーンオーナメント製2WAYランタンのVer.2はご近所のミーツでもまだ見ていません、旧製品の在庫が残り1本なので改造に踏み切れない状況です。出来の良い貴重なリフレクターがまた手に入る様になったのは嬉しいことではあります。

 放熱対策が出来ているLEDライトへの移植なら溶けたりする恐れも無くて安心ですね、その点において100均改造品ではどうにも敵いません。

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