【カテゴリ：日記 その他】
『auショッピングモール』で買った150円の激安ライトですが、LEDを『放熱基板付クールホワイトLED XPGWHT R4（5wクラス）』に交換してみました。
今回の交換に使用したLED（＝以下）は『秋月電子通商』で購入しました。価格は1個 ￥200（税込）です。
放熱基板付クールホワイトＬＥＤ ＸＰＧＷＨＴ Ｒ４（５Ｗクラス）: LED(発光ダイオード) 秋月電子通商 電子部品 ネット通販:
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06966/
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◆ＬＥＤの仕様 XPGWHT-L1-0000-00G53 [通販コード:I-06718]
・サイズ：３．４５×３．４５ｍｍ
・ＶＦ：２．９５Ｖ＠ＩＦ＝３５０ｍＡ、３．２５Ｖ＠ＩＦ＝１５００ｍＡ
・光束（ΦＶ）：１３０ルーメン＠ＩＦ＝３５０ｍＡ、４３３ルーメン＠ＩＦ＝１５００ｍＡ
・発光効率（ＬＰＷ）：１２８ルーメン／Ｗ（＠ＩＦ＝３５０ｍＡ、ＶＦ＝２．９Ｖ）
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以下はLED『放熱基板付クールホワイトLED XPGWHT R4（5wクラス）』の外観です。
ライトのヘッド側を外しました。
ピンセットを利用してキャニスターを外しました。（LEDの土台となって回路などとも一体化されている部分は『キャニスター』と呼ばれているそうです。実は最近になって知りました。）
キャニスターの２箇所の窪みにピンセットの先を入れ、上から見て反時計回り（＝左回り）に回すと外れました。
ハンダコテを使って放熱基板に接続されている２本のリード線を外し、キャニスターから放熱基板を取り外しました。
キャニスターの底は回路が載った基板となっており、以下のように丸キリの先を穴に差し込んでテコの要領で持ち上げると外れました。
以下は基板の表面です。リード線のヨリを戻そうとしていたら１本外れてしまいました。
基板上の主な２つのチップの表面からは『A1sHB』や『CX2809』などの文字が読み取れました。
『1R0』と印字されているチップ抵抗（＝1.0Ω）は４個並列に取り付けられており、これは0.25Ωの合成抵抗となっていました。
しかし、よく見るとLEDに接続されているプラス側のリード線は抵抗の先ではなく、抵抗の前に接続されていました。
これだと抵抗を通っていないので、４個のチップ抵抗は意味が無いような気がするのですが．．．
そこで、試しに別のライトの基板も外して見てみると、リード線はやっぱり同じように接続されていました。
前回の記事のコメント欄でアドバイスいただいた情報によると、チップ抵抗を１つ取り外して抵抗値を大きくしたほうが良いとの事でしたので、当初はチップ抵抗を１個取り外そうかと考えていたのですが、このリード線の接続先を見てよく分からなくなった為、チップ抵抗はこのままにしておきました。
．．．
以下は、取り外したLED（XR-E ランク不明）と交換に使用するLED（XP-G R4）です。
右側（新しいほう）のLEDの放熱基板ですが、キャニスターにセットするには直径約16mmとなるように小さく削る必要があります。
当初はヤスリで１から削ろうと思っていたのですが、『ハンディニブラー』があったのを思い出したため、外周はこの『ハンディニブラー』を使って大雑把にザックリと切り落とす事にしました。
あとは、以下のようなヤスリを使い円くなるように削って微調整しました。
削った放熱基板をキャニスターに載せてみました。
放熱基板は２本のリード線が通るように２箇所を削りました。（『ハンディーニブラー』で三角状に切り落としてからヤスリがけしました。）
たまたま以下のような『放熱用シリコン接着剤』（秋月電子通商 税込み250円）を持っていた為、この接着剤を使って放熱基板をキャニスターに接着しました。
基板から外れてしまった１本のリード線（GND側 マイナス）ですが、ハンダ付けして取り付けました
プラスマイナス２本のリード線を以下のように放熱基板にハンダ付けしました。
キャニスターの底の部分は押し付けるようにしてハメ込みました。
キャニスターをヘッドに取り付けました。ピンセットの先を利用して時計回り（＝右回り）に回して締め付けました。
ヘッドにリフレクターや風防レンズ、カバーなどを取り付けました。
電池をセットし、スイッチを押してライトを点灯させてみました。
数１０センチ先を照らしてみると、中心部分は目が痛くなりそうな明るさでした。
ところで、前回の記事のコメント欄でアドバイスいただいた情報のとおり、中心のスポット光の周りにリングができていました。
リフレクターの穴の部分のメッキを剥がせば良いそうなので、あとで対応してみようと思います。
．．．
参考用として、電池の開放電圧や各モードでのテール側の電流値などを測ってみました。電池は何回か充電したり使ったりして少し消耗しているような状態です。
開放電圧は 3.98Vでした。
テール側（電源側）の電流値は、Hiモード：1459mA／Lowモード：287mA／ストロボ：720mA でした。（あくまでも目安としての単なる瞬間的なサンプル値です。）
LED『XP-G R4』のデータシートによると、1500mA で433ルーメンくらいとの事でしたので、もし約1.4AがそのままLEDに流れているとすると、理論的に400ルーメン程度はありそうだと思いました。
．．．
ちなみに、前回の記事で加工したリフレクターを使って点灯してみたところ、以下のようになりました。
以上です。
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ライトのヘッド側を外しました。
ピンセットを利用してキャニスターを外しました。（LEDの土台となって回路などとも一体化されている部分は『キャニスター』と呼ばれているそうです。実は最近になって知りました。）
キャニスターの２箇所の窪みにピンセットの先を入れ、上から見て反時計回り（＝左回り）に回すと外れました。
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ハンダコテを使って放熱基板に接続されている２本のリード線を外し、キャニスターから放熱基板を取り外しました。
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キャニスターの底は回路が載った基板となっており、以下のように丸キリの先を穴に差し込んでテコの要領で持ち上げると外れました。
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以下は基板の表面です。リード線のヨリを戻そうとしていたら１本外れてしまいました。
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基板上の主な２つのチップの表面からは『A1sHB』や『CX2809』などの文字が読み取れました。
『1R0』と印字されているチップ抵抗（＝1.0Ω）は４個並列に取り付けられており、これは0.25Ωの合成抵抗となっていました。
しかし、よく見るとLEDに接続されているプラス側のリード線は抵抗の先ではなく、抵抗の前に接続されていました。
これだと抵抗を通っていないので、４個のチップ抵抗は意味が無いような気がするのですが．．．
そこで、試しに別のライトの基板も外して見てみると、リード線はやっぱり同じように接続されていました。
前回の記事のコメント欄でアドバイスいただいた情報によると、チップ抵抗を１つ取り外して抵抗値を大きくしたほうが良いとの事でしたので、当初はチップ抵抗を１個取り外そうかと考えていたのですが、このリード線の接続先を見てよく分からなくなった為、チップ抵抗はこのままにしておきました。
．．．
以下は、取り外したLED（XR-E ランク不明）と交換に使用するLED（XP-G R4）です。
右側（新しいほう）のLEDの放熱基板ですが、キャニスターにセットするには直径約16mmとなるように小さく削る必要があります。
当初はヤスリで１から削ろうと思っていたのですが、『ハンディニブラー』があったのを思い出したため、外周はこの『ハンディニブラー』を使って大雑把にザックリと切り落とす事にしました。
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あとは、以下のようなヤスリを使い円くなるように削って微調整しました。
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削った放熱基板をキャニスターに載せてみました。
放熱基板は２本のリード線が通るように２箇所を削りました。（『ハンディーニブラー』で三角状に切り落としてからヤスリがけしました。）
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たまたま以下のような『放熱用シリコン接着剤』（秋月電子通商 税込み250円）を持っていた為、この接着剤を使って放熱基板をキャニスターに接着しました。
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基板から外れてしまった１本のリード線（GND側 マイナス）ですが、ハンダ付けして取り付けました
プラスマイナス２本のリード線を以下のように放熱基板にハンダ付けしました。
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キャニスターの底の部分は押し付けるようにしてハメ込みました。
キャニスターをヘッドに取り付けました。ピンセットの先を利用して時計回り（＝右回り）に回して締め付けました。
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ヘッドにリフレクターや風防レンズ、カバーなどを取り付けました。
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電池をセットし、スイッチを押してライトを点灯させてみました。
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数１０センチ先を照らしてみると、中心部分は目が痛くなりそうな明るさでした。
ところで、前回の記事のコメント欄でアドバイスいただいた情報のとおり、中心のスポット光の周りにリングができていました。
リフレクターの穴の部分のメッキを剥がせば良いそうなので、あとで対応してみようと思います。
．．．
参考用として、電池の開放電圧や各モードでのテール側の電流値などを測ってみました。電池は何回か充電したり使ったりして少し消耗しているような状態です。
開放電圧は 3.98Vでした。
テール側（電源側）の電流値は、Hiモード：1459mA／Lowモード：287mA／ストロボ：720mA でした。（あくまでも目安としての単なる瞬間的なサンプル値です。）
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LED『XP-G R4』のデータシートによると、1500mA で433ルーメンくらいとの事でしたので、もし約1.4AがそのままLEDに流れているとすると、理論的に400ルーメン程度はありそうだと思いました。
．．．
ちなみに、前回の記事で加工したリフレクターを使って点灯してみたところ、以下のようになりました。
以上です。
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タグ：XPGWHT R4
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フリー素材*ヒバナ * *
市川明彦 (03/26)
とても綺麗に仕上がっていて感心します。又、細部を丁寧に観察していることにも感心しています。
> よく見るとLEDに接続されているプラス側のリード線は抵抗の先ではなく、抵抗の前に接続されていました。
「訳あり」の理由はこれだったのですね。私は何も確認せずICの見本回路どおりだと信じ込んでいました。私の方でチップ抵抗を減らしても何の意味も無かったです。
チップ抵抗の意味が無かったとすると、FETの抵抗値0.2Ωと回路内の各部の抵抗だけが電流制限を行っていたわけですね。
> テール側（電源側）の電流値は
kingpcfxさんはシャント抵抗0.1Ω法で測定しておられると思いますが、ここまで電流が多くなると0.1Ωでは大きく影響してきます。
私がXP-G化してシャント抵抗0.01Ωで測定した場合は電池電圧4.1Vで2.0AでしたからLEDの定格1.5Aを超えています。恐らくkingpcfxさんのライトも同じくらい流れていると思います。
※XR-Eのままでキャニスターの周囲を削ってLED9キーライト部分へ入れ込んだライトには取りあえずOPTの15°レンズを付けました。リフ式に比べてスポットがやわらぎ、普通のライトとして利用できる配光になりました。長さ12cm外径2.6cmのスリムなライトが出来たので普段はこれを使おうと思っています。
kingpcfxさんはAmazonで購入したもっと良いXM-L T6 ライトをお持ちですからこのような改造品は必要無いですね。
「訳あり」の理由の件についてはもうすっかり頭から離れていましたが、言われてみて、もしかしたらそうなのかもしれないと思いました。
電流測定用に使っているシャント抵抗ですが、今度秋葉原に行ったときは、是非とも0.01Ωの抵抗を入手したいと思います。
自分がAmazonで買ったライトのうち、海外から発送されてきた中華製のライトはとりあえず問題なく動作しているものの品質的にはどこか不安を感じるような商品ですので、あまり良いとは言えないです。
実際に自分が毎日使っているライトとなると、以下の３本くらいでしょうか。
・今回auショッピングモールで買った150円のライトでリフレクタを加工したもの
・上海問屋で買った700円くらいのハンディライト
・パワーLED化した100均の9LEDシリコンライト
ですので、Amazon で買ったLEDライトや改造した100均ライトのほとんどは、箱や袋に入ったまま冬眠状態です。
ライトの改造は趣味であり、正直なところほとんどがブログに書く記事のネタとしておこなっていますので、もはや必要か否かは関係なくなってますね。
今後も『面白そう／楽しめそう』と思ったら改造すると思います。
いやぁ LEDモジュール交換の手順書のような見事な記事、
大変参考になりました。
自分も、何か違うLEDと交換して見ようかな ^^)。
二つのチップは、FETと駆動用のICなんですね。
この基板だけでも、何か他用途にも応用できそうな感じです。
早速ウチのも開けて見てみましたが、やはり4つの抵抗は使わ
れていないようで、どうやって電流制限してるのか？(ICで？)、
こちら側に＋極を接続したらどうなるのか？、そもそも何故に
使われていない抵抗が実装されているのか？ ･･･謎ですね。
きっと何か理由があるんだとは思いますが、４つの抵抗の件は本当に謎です。
ちなみに自分は実は回路図とか見てもよく理解できず、FETとか駆動用のICとかもどういうものなのかよく分かっていません。
ふと思ったんですが、ライトの改造は自作パソコンのアップグレードに似てますね。
CPUやメモリを交換したりオーバークロックしてみたりとか、そういのは心理的にどこか共通するものがあるように思いました。
「シャント抵抗」の件、実は私が使用しているのはテスターMAS838の10A計モードです。蓋を開けて秋月で販売しているLCR METER DE-5000でシャント抵抗値を確認したところ0.01Ωでした。このテスターの測定ケーブルは比較的太めです。
しかし、今回改めて考えると測定ケーブルの抵抗値を考えに入れていませんでした。DE-5000で確認すると一本あたり0.03Ωも有りました。測定経路全体では0.07Ωです。IC内部FETの抵抗値0.2Ωに対して無視出来ない値でした。
従って、このXP-G化したライトに流れている電流は更に多いはずで私が測定した2Aを大きく超えていると思います。「訳あり」で接続先を単純に間違っているLEDへの電線を電流制御抵抗の後に正しく接続し直すのが急務です。
回路図は下記リンクの下のほうに大きく表示されています。
R2が電流制限抵抗です。今回のライトはこの抵抗を通さず間違えてFET側につないでいました。
http://detail.1688.com/offer/740438856.html
測定端子先端の接触具合で電流値が変動するくらいですので、わに口クリップで挟んだりする時の接触抵抗や測定ケーブルなどの抵抗値が影響しないようにするには、今回のライトの正しく配線し直した電流制限抵抗(4個並列時で0.25Ω)の両端電圧差を測って電流値を計算することが一番良いです。
あのチップ抵抗の大きさだと、１個あたりの耐電力は定格 0.1W ではないかと思います。
1.0Ωが４個並列なので合計すると耐電力は 0.4W 、抵抗値は 0.25Ωです。
この合成抵抗に流せる電流の最大は、√(0.4/0.25) ⇒ 1.2649 A だと思います。
W=RI^2より
I^2=W/R=0.4/0.25
I=√(0.4/0.25)≒1.26491(A)
これより大きい電流が流れると破損したり焼損する可能性がある、というような事を昔どこかのサイトで読みました。
たしか一般的にはこの定格の半分以下が推奨されていたように思います。
高性能なVfの低いLEDを接続すると電流が多く流れる為、今回の『XP-G R4』の場合は４個の抵抗を通すと逆に耐電力の面で問題がありそうな気がしました。
自分は回路図もろくに理解できない素人なので、もしかしたら、全然的外れでとんちんかんな考えかもしれないです。
「IC内部FETの抵抗値」は記載ミスです。「ICにつながっているFETのON抵抗値」が正しいです。
1608サイズですから確かにおっしゃる通り定格0.1Wだと思います。中華品が高級な0.25W品を使っているとは思えませんから。
そうなると、XP-G化するなら、発熱しても安心して使える抵抗に付け替える必要があり面倒です。
それよりも4A以上流せるショットキーバリアダイオード(SBM1045VSSやSR54Fなど)に付け替えて0.3Vから0.5Vほど電圧を下げるほうが現実的ですか？
いずれにしてもまともに使うには手間の掛かる「訳あり」ライトという結論になりました。
軽率でした。ダイオード式では電池電圧下がると直ぐ点灯しない電圧になるので駄目でした。
今のままLEDに対して過負荷で点灯させるのが一番楽です。
手間をかけるのなら抵抗を交換でしょうか。
抵抗の耐電力については気にしすぎというか、余計な考えだったように思いました。
正直なところ自分の理解力を超えている為、情けないですがこれ以上考えるのはめんどくさいので現状のままでいいやというのが本音です。