以下が今回の改造に使用した主なパーツです。全て『秋月電子通商』で購入しました。
LED:放熱基板付クールホワイトLED XPGWHT R4(5wクラス)
価格=1個 ¥200(税込)
※ @IF=350mA VF:2.95V 光束:130ルーメン 発光効率:128ルーメン/W
昇圧用IC:LEDドライバIC CL0118B(5個入)
価格=1パック5個入 ¥100(税込)
インダクタ(コイル):マイクロインダクタ47μH(10個入)
価格=1パック10個入 ¥100(税込)
※ アキシャルリードタイプ 直流抵抗:0.55Ωmax
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今回の改造に使用したパーツの費用は、それぞれ1個あたりの単価に換算して計算すると合計230円でした。
内訳:放熱基板付LED=200円/『CL0118B』×1個=20円/『マイクロインダクタ47μH』×1個=10円
ライト自体は105円だったので、ライト本体を含めると全部で335円です。
交換に使用したLED(CREE XP-G R4)自体は電流を定格で1.5Aくらいまで流せる仕様ですが、今回のライトのボディがプラスチック製である事とじゅうぶんな放熱対策をしていない事もあり、発熱を考えるとそれ程多くの電流は流せません。
電池3本のままで抵抗を追加するか、それともLEDドライバICの『CL0118B』を使って電池2本(抵抗は無し)にするか迷いましたが後者を選択しました。
よって今回の改造では多くても250mA程度ではないかと想定しています。
現在の気温が10度以下なので200mAくらいでもとりあえず発熱に関しては大丈夫そうでしたが、真夏の30度を超える気温の時を考えるとちょっと不安を感じました。
あと、交換に使用したLEDについては本来の性能がじゅうぶん発揮できていない事やライト本体よりも価格が高いという事もあり、正直なところ使うのがもったいないような気もしました。
以降、今回の改造の記録です。
以下は今回の改造に使用した『マイクロインダクタ47μH』、『LEDドライバIC CL0118B』、『放熱基板付クールホワイトLED XPGWHT R4(5wクラス)』です。
まず、参考用として電流値を計っておく事にしました。組み込んだ後では計れないので。
ブレッドボードを使い、以下のような配線で計りました。この電流値はあくまでも目安です。
単4形アルカリ乾電池×2本(開放電圧:3.162V)を使用した場合、約230mAくらいでした。(繋げた瞬間は250mAありましたが、すぐに下がっていきました。)
単4形充電式ニッケル水素電池×2本(開放電圧:2.660V)を使用した場合、約180mAくらいでした。
...
さて、改造作業開始です。
放熱基板はそのままではボディに入りませんでした。基板には鋭く尖っているところが4箇所あったので、そこを軽くヤスリで削ってみるとピッタリ収まりました。
ワッシャーにスプリングをハンダ付けしました。スプリングの方向は元と逆向きです。(元はLED側が細く、電池側が太くなっていました。)
ちなみに、今回の改造に使用した『スーパー LED ズームライト』は以下の記事のときに分解したものです。
...
ところで、今回は以下のような『超強力 アクリルフォーム透明両面テープ』(ダイソー、105円)というのを使用する事にしました。厚さは1mmあり、ものすごく強力な粘着力でちょっとやそっとでは剥がれません。
この両面テープをワッシャーの下に貼り、周りをハサミでカットしました。
『CL0118B』を載せ、真ん中の足をハンダ付けしました。
『マイクロインダクタ47μH』を『CL0118B』の2本の足(=左側LXと真ん中VIN)にハンダ付けしました。
余分な足の部分をニッパーでカットしました。
放熱基板に2本のリード線をハンダ付けしました。(赤=プラス、黒=マイナス)
両面テープの剥離紙を剥がし、放熱基板の上に載せて貼り付けました。
高さを調節する目的で『貼れる EVA シート』(ダイソー、105円)をハサミで小さく切ったものを両側2箇所に貼り付けました。
赤と黒の2本のリード線を『CL0118B』の足(=赤を左側LX、黒を右側GND)にハンダ付けしました。
ボディヘッド側の口の部分をヤスリで削って以下のように広げました。
電池のマイナス極側に繋がる細長いパーツをリード線(黒)で『CL0118B』の足(=右側GND)にハンダ付けして繋げました。
基板をボディにセットし、ヘッド部分を取り付けました。
以下は、ボディの内側から見た基板側の状態です。
電池ホルダーにセットする電池は2本とするため、リード線を追加して電池1本分のスペースを埋めました。
以上で改造は完了です。
照度計で照度を計ってみました。
単4形アルカリ乾電池×2本を使用した場合、994(x100)Lux と表示されました。
単4形充電式ニッケル水素電池×2本を使用した場合、1006(x100)Lux と表示されました。
なぜか分かりませんが、ニッケル水素電池の方が大きな値となりました。納得できないため 5〜6回電池を入れ替えて試してみましたがほぼ同じくらいでした。
もしかしたら、アルカリ乾電池は間違って消耗した古い電池を使ってしまったのかもしれないです。
以下、ノーマル(=無改造、純正状態)のライトと並べて明るさを比較してみました。
ヘッド部分が緑色の方が今回改造したライトであり、ヘッド部分がオレンジ色の方は無改造のライト(=電池×3本、チップ抵抗8.2Ω付き)です。
今回改造したライトのほうが明るく、想定していた通りの結果でした。
ちなみに今回のライトでヘッドをズーム側にスライドすると以下のような形が投影されました。
...
ところで適切な放熱対策をすることができればもっと明るくする事もできるので、それを思うと少しモヤモヤしたような歯痒さを感じました。
以上です。
内訳:放熱基板付LED=200円/『CL0118B』×1個=20円/『マイクロインダクタ47μH』×1個=10円
ライト自体は105円だったので、ライト本体を含めると全部で335円です。
交換に使用したLED(CREE XP-G R4)自体は電流を定格で1.5Aくらいまで流せる仕様ですが、今回のライトのボディがプラスチック製である事とじゅうぶんな放熱対策をしていない事もあり、発熱を考えるとそれ程多くの電流は流せません。
電池3本のままで抵抗を追加するか、それともLEDドライバICの『CL0118B』を使って電池2本(抵抗は無し)にするか迷いましたが後者を選択しました。
よって今回の改造では多くても250mA程度ではないかと想定しています。
現在の気温が10度以下なので200mAくらいでもとりあえず発熱に関しては大丈夫そうでしたが、真夏の30度を超える気温の時を考えるとちょっと不安を感じました。
あと、交換に使用したLEDについては本来の性能がじゅうぶん発揮できていない事やライト本体よりも価格が高いという事もあり、正直なところ使うのがもったいないような気もしました。
以降、今回の改造の記録です。
以下は今回の改造に使用した『マイクロインダクタ47μH』、『LEDドライバIC CL0118B』、『放熱基板付クールホワイトLED XPGWHT R4(5wクラス)』です。
まず、参考用として電流値を計っておく事にしました。組み込んだ後では計れないので。
ブレッドボードを使い、以下のような配線で計りました。この電流値はあくまでも目安です。
単4形アルカリ乾電池×2本(開放電圧:3.162V)を使用した場合、約230mAくらいでした。(繋げた瞬間は250mAありましたが、すぐに下がっていきました。)
単4形充電式ニッケル水素電池×2本(開放電圧:2.660V)を使用した場合、約180mAくらいでした。
...
さて、改造作業開始です。
放熱基板はそのままではボディに入りませんでした。基板には鋭く尖っているところが4箇所あったので、そこを軽くヤスリで削ってみるとピッタリ収まりました。
ワッシャーにスプリングをハンダ付けしました。スプリングの方向は元と逆向きです。(元はLED側が細く、電池側が太くなっていました。)
ちなみに、今回の改造に使用した『スーパー LED ズームライト』は以下の記事のときに分解したものです。
※ 参考記事:2014年01月25日
『2 WAY ランタン』を改造してパワーLED化してみた
『2 WAY ランタン』を改造してパワーLED化してみた
...
ところで、今回は以下のような『超強力 アクリルフォーム透明両面テープ』(ダイソー、105円)というのを使用する事にしました。厚さは1mmあり、ものすごく強力な粘着力でちょっとやそっとでは剥がれません。
この両面テープをワッシャーの下に貼り、周りをハサミでカットしました。
『CL0118B』を載せ、真ん中の足をハンダ付けしました。
『マイクロインダクタ47μH』を『CL0118B』の2本の足(=左側LXと真ん中VIN)にハンダ付けしました。
余分な足の部分をニッパーでカットしました。
放熱基板に2本のリード線をハンダ付けしました。(赤=プラス、黒=マイナス)
両面テープの剥離紙を剥がし、放熱基板の上に載せて貼り付けました。
高さを調節する目的で『貼れる EVA シート』(ダイソー、105円)をハサミで小さく切ったものを両側2箇所に貼り付けました。
赤と黒の2本のリード線を『CL0118B』の足(=赤を左側LX、黒を右側GND)にハンダ付けしました。
ボディヘッド側の口の部分をヤスリで削って以下のように広げました。
電池のマイナス極側に繋がる細長いパーツをリード線(黒)で『CL0118B』の足(=右側GND)にハンダ付けして繋げました。
基板をボディにセットし、ヘッド部分を取り付けました。
以下は、ボディの内側から見た基板側の状態です。
電池ホルダーにセットする電池は2本とするため、リード線を追加して電池1本分のスペースを埋めました。
以上で改造は完了です。
照度計で照度を計ってみました。
単4形アルカリ乾電池×2本を使用した場合、994(x100)Lux と表示されました。
単4形充電式ニッケル水素電池×2本を使用した場合、1006(x100)Lux と表示されました。
なぜか分かりませんが、ニッケル水素電池の方が大きな値となりました。納得できないため 5〜6回電池を入れ替えて試してみましたがほぼ同じくらいでした。
もしかしたら、アルカリ乾電池は間違って消耗した古い電池を使ってしまったのかもしれないです。
以下、ノーマル(=無改造、純正状態)のライトと並べて明るさを比較してみました。
ヘッド部分が緑色の方が今回改造したライトであり、ヘッド部分がオレンジ色の方は無改造のライト(=電池×3本、チップ抵抗8.2Ω付き)です。
今回改造したライトのほうが明るく、想定していた通りの結果でした。
ちなみに今回のライトでヘッドをズーム側にスライドすると以下のような形が投影されました。
...
ところで適切な放熱対策をすることができればもっと明るくする事もできるので、それを思うと少しモヤモヤしたような歯痒さを感じました。
以上です。
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LEDライトは改造を始めるとはまりますよね。
よく分かります。
ニッケル水素電池の方が明るくなる理由ですが、
多分内部抵抗の違いによるものと思います。
昇圧回路は入力の電圧ではなく電流に
よって性能が大きく変わる場合があります。
電池に直列に数オームから数十オームの抵抗を
つないで見ると違いが分かるかもです。
アルカリ乾電池は最初のうちは調子よく大きな電流が流れていますが、使用しているうちにみるみると下がっていく事がありますね。
この記事のときにニッケル水素電池の方が明るかったのは、おっしゃるとおり内部抵抗の違いによるものと改めて思い直しました。
電圧の高いアルカリ乾電池のほうが絶対明るいはずというのは思い込みであり、必ずしもそうならずニッケル水素電池のほうが明るくなる場合もあるという事が分かりました。
18650電池が入りますので、例のauモール「訳ありライト」のキャニスターを利用したパワーLED化改造(案)です。この記事のXP-G化とは違い、LEDの熱がキャニスターへ放熱されますので大電流でも大丈夫だと思います。念のためにキャニスター内のLEDへの配線を基板についている抵抗側へ変更しておくと最大電流が少し減り、連続点灯時はより安心です。
キャニスター取り付け方法。
このライトのLED基板にかぶさっている白い成形品を取り去り、筒側のネジ部分を切り取って残った筒の内径を少し広げキャニスターをネジ込み、筒へネジを作ります。一度取り外して、キャニスターの基板へマイナス側の電線をハンダ付けします。テールスイッチ側の電気的接触を確実にする為、電線はマイナス側の金属リングへハンダ付けするのが無難です。
18650を入れた時このままでは長さが少し不足するのでテールスイッチ成形品のバネ押さえ部分円柱を切り取り4mmほど長さを確保します。
さっそく18650電池対応への改造など、あいかわらずアイデアが尽きないですね。
キャニスター利用の改造では取り付け方法がポイントとなるみたいですが、完成報告を楽しみにしたいと思います。
代わりに、キャンドゥで購入した3LED自転車ライトのライト部分を入れることにしました。ズームライトの先端内径を少し広げると自転車ライトの先端のライト部分がすっぽり入ります。
ズームライト本体は18650電池入れとして使い、ライト部は抵抗値4.7オーム入れてLP-AWME56F1Aを三灯並列で作ります。100mAx3灯になる予定。冬場に手が冷たくならない明るいライトとして利用予定。LP-AWME56F1Aは放熱を考えずにそこそこ流せるので使いやすいです。
又、ズームライトそのものはLEDをLP-AWME56F1Aに交換し明るく改造して使います。単四x3なら150mA以上流れますが大丈夫です(抵抗を15オームに換えれば100mAに抑えられます。)。18650電池では充電直後は単四x3と同じ位流れますが、電圧が3.9V位まで下がれば120mA程度で大丈夫です。
購入時のままのLEDでは130mA程度流れていたので消費電流は同程度でも明るくなります。
>ズームライトそのものはLEDをLP-AWME56F1Aに交換し明るく改造して使います。
実は自分もズームライト標準のLEDよりも「LP-AWME56F1A」の方が明るいのではないかと思っており、「CL0118B」+「LP-AWME56F1A」の改造案を考えていました。
「CL0118B」を使う場合、マイクロインダクタを小さいサイズ(=抵抗値の大きなもの)にすると電流が抑えられて都合が良いような気がしました。
「LP-AWME56F1A」はまだ持っていませんが、手に入れたら試してみたいと思います。