【カテゴリ：100均LEDライト改造の記録 その他】
『セリア』で買った『グリーンオーナメント』製の『USB 2LED ライト』を改造してLEDを『3W パワーLED』に交換してみたので、その記録です。
今回の『USB 2LED ライト』は、以下の記事のライトです。
※ 参考記事：2013年07月24日
『セリア』で買った『USB 2LED ライト』
『セリア』で買った『USB 2LED ライト』
交換に使用した『パワーLED』は、『秋月電子通商』で買った『放熱基板付3W白色パワーLED OSW4XME3C1S 200ルーメン』（税込み180円）です。
結果を先に書くと、今回はパソコンのUSBポートに接続して５分〜１０分くらいすると発熱でプラスチック（＝内側の銀色の部分）が溶けてしまいました。
電流制限用の抵抗は 1.1Ω（＝2.2Ω×2個並列の合成抵抗）にしたのですが、もっと大きな抵抗にして電流を低くし発熱を抑える必要がありました。
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以降、今回の改造の記録です。
以下は、今回改造する『USB 2LED ライト』の外観です。
以下の画像の中で、右側が『放熱基板付3W白色パワーLED OSW4XME3C1S 200ルーメン』です。
『USB 2LED ライト』を分解しました。
『パワーLED』を載せてみた所、わずかに狭くて水平に置くことができませんでした。
窪みの深さも浅くて『パワーLED』の上部がはみ出してしまうため、上に載せるようにして配置するのは無理のようでした。
このため、内側（＝ボディ内部）に配置することにしました。
電動ドリルを使い、まず直径2.0ミリの刃で穴を開けてから、直径6.0ミリの刃で穴を広げました。
開けた穴の箇所にLEDを載せてみました。
『パワーLED』にリード線をハンダ付けしました。（抵抗無しの直付け）
余分な２箇所の穴には、アルミテープを切って貼り付けました。
ダイソーで買った『貼れる EVAシート』を切って基板の裏側に貼り付けました。（固定する為のクッションの役割です。）
ボディを元の状態に組み立てました。
単３形電池２本をセットした『USBポート付き充電用電池ボックス』に接続してスイッチを押し、ライトを点灯してみました。
改造前よりも、遥かに明るいです。
電流を測ってみることにしました。電流値の測定方法は『0.1Ωの抵抗』をはさんでその抵抗にかかっている電圧から電流を求める方式です。
パソコンのUSBポートに接続した場合の電流は、869mA でした。（電圧86.9mV / 抵抗0.1Ω ⇒ 電流869mA）
試しに以下のような2.2Ωの抵抗を追加してみました。
2.2Ωの抵抗を追加した場合は、475mA でした。
今度は1.0Ωの抵抗にしてみました。
1.0Ωの抵抗の場合は、626mA でした。
．．．
以下のような『USB AC アダプタ』を使用した場合の電流を測ってみることにしました。
『USB AC アダプタ』に接続した場合の電流は、1,046mA でした。
1.0Ωの抵抗を追加した場合は、717mA でした。
．．．
参考までに『USBポート付き充電用電池ボックス』に接続した場合の電流も測ってみました。
使用した充電式ニッケル水素電池２本の開放電圧は 2.59V でした。
『USBポート付き充電用電池ボックス』を使用した場合の電流は 311mA でした。
1.0Ωの抵抗を追加した場合は、287mA でした。
．．．
今回使用した『パワーLED』はデータシートによると絶対最大定格電流が 800mA だったので、それ以下となるようにする為抵抗を追加することにしました。
耐電力が1W以上の1Ωの抵抗を使いたかったのですが、耐電力が0.5Wの抵抗しか持っていなかったため、2.2Ωで耐電力が0.5Wの抵抗を2個並列にして使う事にしました。
2.2Ωで耐電力が0.5Wの抵抗を2個並列にした場合の合成抵抗 ⇒ 1.1Ω 耐電力1W
以下のように抵抗には熱収縮チューブを被せて絶縁しました。あと、LEDの放熱基板はホットボンドで固定しました。
元の状態に組み立てました。
．．．
抵抗を追加したので、再び電流を測ってみました。
『USBポート付き充電用電池ボックス』を使用した場合の電流は 266mA でした。
パソコンのUSBポートに接続した場合の電流は、586mA でした。
『USB AC アダプタ』に接続した場合の電流は、676mA でした。
．．．
パソコンのUSBポートに接続して５分〜１０分程度ライトを点灯してみました。
すると発熱のためボディはかなり熱くなっており、よく見るとプラスチックが微妙に溶けてLED用の穴が広がっていました。
内部を確認すると、ホットボンドは溶け、EVAシートや熱収縮チューブも小さく縮んでいました
『パワーLED』の定格電流の範囲内となるように抵抗を追加して対応しましたが、結果的に発熱には対応できていませんでした。（ちなみに室温は30℃でした。）
発熱を抑えるためにはもっと大きな抵抗にして電流を低くするしかないように思いました。
ところで、発熱でプラスチックが溶けたのは初めてだったので、良い経験というか教訓になりました。
以上です。
以下は、今回改造する『USB 2LED ライト』の外観です。
以下の画像の中で、右側が『放熱基板付3W白色パワーLED OSW4XME3C1S 200ルーメン』です。
『USB 2LED ライト』を分解しました。
『パワーLED』を載せてみた所、わずかに狭くて水平に置くことができませんでした。
窪みの深さも浅くて『パワーLED』の上部がはみ出してしまうため、上に載せるようにして配置するのは無理のようでした。
このため、内側（＝ボディ内部）に配置することにしました。
電動ドリルを使い、まず直径2.0ミリの刃で穴を開けてから、直径6.0ミリの刃で穴を広げました。
開けた穴の箇所にLEDを載せてみました。
『パワーLED』にリード線をハンダ付けしました。（抵抗無しの直付け）
余分な２箇所の穴には、アルミテープを切って貼り付けました。
ダイソーで買った『貼れる EVAシート』を切って基板の裏側に貼り付けました。（固定する為のクッションの役割です。）
ボディを元の状態に組み立てました。
単３形電池２本をセットした『USBポート付き充電用電池ボックス』に接続してスイッチを押し、ライトを点灯してみました。
改造前よりも、遥かに明るいです。
電流を測ってみることにしました。電流値の測定方法は『0.1Ωの抵抗』をはさんでその抵抗にかかっている電圧から電流を求める方式です。
パソコンのUSBポートに接続した場合の電流は、869mA でした。（電圧86.9mV / 抵抗0.1Ω ⇒ 電流869mA）
試しに以下のような2.2Ωの抵抗を追加してみました。
2.2Ωの抵抗を追加した場合は、475mA でした。
今度は1.0Ωの抵抗にしてみました。
1.0Ωの抵抗の場合は、626mA でした。
．．．
以下のような『USB AC アダプタ』を使用した場合の電流を測ってみることにしました。
『USB AC アダプタ』に接続した場合の電流は、1,046mA でした。
1.0Ωの抵抗を追加した場合は、717mA でした。
．．．
参考までに『USBポート付き充電用電池ボックス』に接続した場合の電流も測ってみました。
使用した充電式ニッケル水素電池２本の開放電圧は 2.59V でした。
『USBポート付き充電用電池ボックス』を使用した場合の電流は 311mA でした。
1.0Ωの抵抗を追加した場合は、287mA でした。
．．．
今回使用した『パワーLED』はデータシートによると絶対最大定格電流が 800mA だったので、それ以下となるようにする為抵抗を追加することにしました。
耐電力が1W以上の1Ωの抵抗を使いたかったのですが、耐電力が0.5Wの抵抗しか持っていなかったため、2.2Ωで耐電力が0.5Wの抵抗を2個並列にして使う事にしました。
2.2Ωで耐電力が0.5Wの抵抗を2個並列にした場合の合成抵抗 ⇒ 1.1Ω 耐電力1W
以下のように抵抗には熱収縮チューブを被せて絶縁しました。あと、LEDの放熱基板はホットボンドで固定しました。
元の状態に組み立てました。
．．．
抵抗を追加したので、再び電流を測ってみました。
『USBポート付き充電用電池ボックス』を使用した場合の電流は 266mA でした。
パソコンのUSBポートに接続した場合の電流は、586mA でした。
『USB AC アダプタ』に接続した場合の電流は、676mA でした。
．．．
パソコンのUSBポートに接続して５分〜１０分程度ライトを点灯してみました。
すると発熱のためボディはかなり熱くなっており、よく見るとプラスチックが微妙に溶けてLED用の穴が広がっていました。
内部を確認すると、ホットボンドは溶け、EVAシートや熱収縮チューブも小さく縮んでいました
『パワーLED』の定格電流の範囲内となるように抵抗を追加して対応しましたが、結果的に発熱には対応できていませんでした。（ちなみに室温は30℃でした。）
発熱を抑えるためにはもっと大きな抵抗にして電流を低くするしかないように思いました。
ところで、発熱でプラスチックが溶けたのは初めてだったので、良い経験というか教訓になりました。
以上です。
【追記】2014-01-21 23:40
USBポートの電源を使用して3WパワーLEDを点灯させた場合の電流値を参考にしようと思い、久しぶりにこの記事を見たところ、もの凄く分かり辛かったのでこの記事の中のデータを表にして整理してみました。
USBポートの電源を使用して3WパワーLEDを点灯させた場合の電流値を参考にしようと思い、久しぶりにこの記事を見たところ、もの凄く分かり辛かったのでこの記事の中のデータを表にして整理してみました。
| 抵抗無し | 1.0Ω | 1.1Ω | 2.2Ω | |
|---|---|---|---|---|
| パソコンのUSBポート | 869mA | 626mA | 586mA | 475mA |
| USB AC アダプタ | 1,046mA | 717mA | 676mA | - |
| USBポート付き 充電用電池ボックス | 311mA | 287mA | 266mA | - |
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かくさん (08/25)
格納するなボディの下部と上部に穴を開けて冷風でLEDを冷やして、熱風を逃がす構造にすると良いかもしれません、次回リベンジを楽しみにしています。
したがって80％ディレーティング、つまり800x0.8mA以下で使われるとLedの期待寿命が長くなります。
今回はせまいのでさらに余裕が必要かもしれませんねー
参考になれば幸いです。
今回のライトは２個買ったのでもう１個あるのですが、他のライトとの比較用として手を加えずに保持したいと思っています。
もしまた手に入れる機会があったら、リベンジするかもです。
次回リベンジするとしたら、安全性を考えて10Ωくらいの抵抗で200mA位までに抑え、ボディには穴を開けようと思います。
体感的には、200mAくらいでもじゅうぶんな明るさだと思うので。
ところで、以前教えていただいた電流の測り方はすごく役に立っています。
ありがとうございました。
この場合は測定ケーブルをツイストペアにすると外乱ノイズが減る場合があります。
http://blog.goo.ne.jp/commux/e/c66a38136a522b891d22e6fd0c230a90
現場の小ですので返信不要であります。では。