100えんハウスれもん店で販売しているLEDミニライトLX-601([mytoshi]さん提供品)を高輝度化改造する計画。単3形電池を1本使うリフレクター式でアルミ削り出しボディーの逸品です。コンバーターにCX2601を使っているので回路を最適化して高輝度化が図れるだけでなく、ハイパワーLEDに乗せ換えてもアルミボディがしっかりと放熱してくれそうなところが魅力です。(後述:3/3に回路修正しました)
ランカ「これこれ!小型で新型のフォールドブースターが出来たんだって!
これでアルト君が遠くに行ってもすぐに追いついちゃうんだから。キラッ!」
アルト「ラ、ランカ、お前またそんな危険なことを・・・・・」
ミシェル「さてはルカ、お前ナナセ目当ての点数稼ぎのつもりか?」
ルカ「な、何言ってんですか。ち、違いますよ~、L.A.Iの技研の連中が
裏で何かコソコソやっていて問い詰めたら出てきたんですって!」
高輝度改造品はCX2601昇圧回路を改良形にパワーアップし、LEDはCREEチップXP-Gに入れ替え、元々のリフレクターを止めて半値角10度のコリメーターを搭載しました。
コリメーター底に見えるCREEチップXP-G。こういう見え方をしている場合、コリメーターの集光性能はあんまり良くないことが後々判明するのであった・・・・・。
1m先の天井へ照射してみた恒例のパターン写真。流石に半値角10度コリメーターを使っているだけあって照射径が30cm@1mと狭いです。でも112ルーメンを吐き出しているのにコリメーターの集光性がヨロシクない・・・。照度値820Lux@1mは期待していたよりも可成り低いんだけど。
~ここからは分解と改造編~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
この銀色に輝く重厚なアルミ削り出しボディー、こんなLEDライトが¥108で買える様になるとは。プラ筐体でこんな感じの同等品[BLT LED LIGHT]が霞んで見えます。
1.5Vを昇圧する回路基板に手を加えるため、一旦部品を取り外し回路パターンを読みます。IC1はCX2601が、Lはラジアルインダクターの10μH([mytoshi]さん解析データから)が載っていた所で、最低限のこの二つしか部品はありませんでした。他のパターンにはIC2とかDとかCのマーキングがあって、どうやら元々は整流回路を載せることが出来る様です。
早速部品を乗せ換えてみたところです。インダクターにはプラスチックのスリーブを取り除いて小型化した2.2μHを、コンデンサーには使い慣れた47μFのチップコンをそれぞれ使っています。なるべく元の銅配線パターンをカットすることなく有効利用するため、改良回路に合わせてCX2601の取り付け位置を空きランドへ移しました。
なお整流回路のショットキーバリアダイオードにについては、パターンにちょうど載る大きさのPANJIT製SX34Fを当初チョイスしていましたけれど、組み込み完成後に点灯異常が発覚したため急遽DIODES製SBR15U30SP5に変更、無事問題は解消したという後日談があります(3/3改良済み)
それで、これが今回の乗せ換え回路。計画を立てたままで挫折中の[BLT LED LIGHT]改四式のLED選定をXM-L2U21AからXP-G_R4へ変更したものです。このCX2601改良回路なんですけれども、新たに判明した新事実があります!
「こやつはLEDを選ぶ!」
どうやら何でも良いって訳じゃないみたい。試しにこのLX-601の元LED(φ4.8帽子型)を使ってみると、電源電圧1~1.5Vの範囲内でLED電流値はまるで定電流制御が掛かっているかの様に150mA前後で推移してしまう。パワーLEDでもないのにこんなに電流が流せるというのも驚きなんですけど、一向に焼ける気配もなくてさらに驚いた。効率計算してみると余裕で5割を切っており酷いありさま、何がそうさせているのか全く判らないですが、もしかするとCX2601のV+端子にVFの3.6V(元のφ4.8帽子型LED)が掛かる事に原因を見出せそうかな。
で、回路間違えたかと考えてCREEチップXP-Gにしてみたんだけれど、以前の検証結果通り1.5V時でLED電流はちゃんと350mA流せてるのを確認したし、0.9V時では140mA流れていて全体的な効率は70%ちょっとだったから、回路的には間違っている訳ではなくLED条件付きってことで納まりそうです。
元のφ4.8帽子型LEDは見た目よりも案外頑張って電流を流せるっぽい。でもVF値は3.6Vくらいあるから効率は下がってしまうのが難点かな。今回の改造では乗せ換えるLEDにおいて、VF値の低いCREEチップXP-G以上のものにせざるを得ない様相、コストが高くなるのをどこまで許容できるかしら。
ちょっとここらで休憩。
ランカ「みんな!抱きしめて! 銀河の、果てまで!!」
~ここから3/2追記分、完成編(編集中)~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
折角のアルミ筐筒だからハイパワーLEDの放熱性を向上しようと頑張ってみた訳であります、でもなんだかんだでLEDチップの樹脂レンズを傷つけて2個潰したし・・・。
黒い方の放熱板はaitendoで4枚¥108(税込み)で手に入れたもの。3枚をネジ止めする時、LEDの電極端子がショートしない様に一部パターンをカットしてあります。
今回使ったエルパラ系列店で買えるCREEチップXP-G専用コリメーター半値角10度のもの。φ17.6まで縁を削り込めばLX-601のアルミ筐筒へ入ります。
先ほどの3段重ねLED放熱板と削り込んだコリメーターとを合体。コリメーターの白いハウジングも周囲を削って嵌めてありますけど、これは焦点位置合わせのため。
昇圧回路を改良形に改造してから元のスリーブへ戻します。ちょっとコアの大き目なラジアル形インダクターを使ったから高さギリギリだし。2.2μHなら背の低いパワーチップ形のほうが組み込みは楽そう。
昇圧回路の入ったスリーブと合体すると、これで発光ユニット部分がやっと完成。あとはこれをアルミ筐筒へ押し込むだけ。なお、LED放熱板と筒内側との接触部分へサーマルコンパウンドを塗る計画はコリメーターを汚す可能性があるからちょっと無理っぽい。
最後に、もひとつオマケ。
ランカ「ちょっと、お兄ちゃん! 昨日作ってくれたパインケーキ、酸っぱすぎるよ!!」
オズマ「お、そうか、スマンスマン。キャシーにもう一回レシピを聴いてみないとな。」
※隊長からのお達し。
※改造は各人の判断にて随時行い、それによって生じる責任を負うこともよく肝に銘じておくこと!!
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【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
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