13個のうち4個のLEDがチラチラしだしました。 (1秒に4回ほど点滅を繰り返すような感じ)
原因の仮説。 ちょっと調子に乗って、定格ギリギリに流したりして遊んでいましたし、 静電気対策もしてないのでLEDに無理がかかった。 12Vで4個のLEDを点灯(一個あたり3V)しているので、電圧はギリギリ。 それで、Vfが少し大きくなった。電流が流れてVf×4>12Vとなった時点で消灯。 電流が止まって、Vfが低くなるとまた点灯というようなことを繰り返す。
で、苦し紛れの対策。 12Vで4個がギリギリなのを12Vで3個にする。1個あたり4V。 一つのLEDのアノードとカソードをショートして、使わないことにしました。
写真で、ちょうど真ん中がついていないのがわかるでしょうか。 言わなきゃわからないからOK。^^;
遂にに念願のカーDIYをしたのです。愛車デミオのルームランプ(天井ランプ)を 純正ランプから、超高輝度LEDに換装しました。 因みにデミオは、平成9年度式 初代 1300cc でございます。
・発端: 現品.comでLEDが販売されている、どれか買って遊んでみようと思った。 LEDでどうやって遊んでいるかググると、車の各部位のランプをLED化して いる所が多い。ブレーキランプ、フットランプ、メーターバックライト、ドアミラー ウインカー(Lはランプの略)、ルームランプ等。 「ルームランプ?あれって簡単に開けられそうじゃん。」 というわけで、やってみる事に。 ・車の電源とLED電圧 LEDについて色々調べると、LEDの鍵は電圧と電流らしい。 →LEDにかかる電圧は一定で、電圧が足りないとLEDが点灯しないらしい。 →LEDに流れる電流は明るさを決めていて電流を流しすぎると壊れる(燃える?)らしい。 という事で自作ブレッドボードで、LEDの測定とかしてみる。
| 項目 | 方法 | 値 | 備考 |
|---|---|---|---|
| LED電圧 | テスター測定 | 3.03[V](*1) | 20[mA]時(*1) |
| 電源電圧 | 定格値 | 12〜14[V] | 一般的に。 |
| 直列点灯可能数 | 計算値 | 4個 | 3.03 x 4 = 12.12[V](*1) |
| 適正電流 | 試行 | 20[mA] | 噂では、30[mA]まで大丈夫(?) |
| 品名 | 数量 | 入手先 | 経費 |
|---|---|---|---|
| 超高輝度白色LED 先端カットタイプ | 13個 | 現品.com \2,800/100個 | \364 |
| CRD(定電流ダイオード) | 1個 | 友人(Y!オークション) \350/10個 | \35 |
| トランジスタ2SC1815GR | 4個 | 秋月電子 \100/20個 | \20 |
| 抵抗 27[Ω] | 3個 | エレ工房サクライ? | \9 ? |
| 抵抗 1[Ω] | 1個 | \3 ? | |
| 可変抵抗100[Ω] | 1個 | (?_?) | \30 |
| コネクタEHR-2 | 2組 | (?_?) | \100 ? |
| ユニバーサル基板 (Cサイズ+少々) | 2枚 | 秋月 | \60 |
→拡大
この回路は4列(LD1/LD2〜5/LD6〜9/LD10〜13)で構成されています。
カレントミラー回路というのは、トランジスタと抵抗を使って電流値を複製する回路です。
LD1の列に定電流を流す事が出来れば、各列に同じ電流値(定電流)を流す事ができます。
僕の回路のオリジナリティは、CRD・VR・1Ωの3箇所です。
CRD(定電流ダイオード/Current Regulative Diode)
→定電流を流す素子です。友人に分けてもらいました。
→流行の回路図では、LM317と抵抗で定電流を作っています。
(電圧レギュレーター1.25[V]/62.5[Ω]=20[mA])
→僕はCRDで楽に実装しました。ただし、15[mA]しか流れません。
VR
→先にカレントミラーは電流値を複製すると書きましたが、実は複製先の電流は調節できます。
→VRとR1,R2,R3 の各両端電圧は同じです。VR=R1=R2=R3なら同じ電流が流れます。
→VRの抵抗値を小さくすれば、LD2〜13の電流が大きくなります。
→VRでLD2〜13明るさを調節でき、LD1と比較できます。VRの調節で20[mA]流せます。
(2005/09/13 追記:実際は18mA。トランジスタが、スイッチング領域に入ってしまったのかも)
(LED1個が独立で調節できるわけではありません。)
抵抗1Ω
→電流測定の為の抵抗です。安価なテスター(電流計なし)で電流測定できます。
→オームの法則(V=RI)より、抵抗が1Ωならば、V=Iです。
→1Ωの両端の電圧を測って、20[mV]と出れば、20[mA]流れているということになります。
(この抵抗による影響は、ほんの0.02[V]で、影響はないはずです)
・ルームランプ取り外し
ルームランプを開けるのはチョッと苦労しますが、カバー後方に爪で引っかかっているだけ
なので、力任せに下に引っ張ります。カバーを撓ます感じでするとなんとか取れました。
中には電球が入っていました。電球は、短時間の点灯でも熱くなっているので
火傷しないよう注意が必要です。
ルームランプのカバーです。口の無いほうが後ろで、拡大すると爪が引っかかる
窪みがかすかにわかります。
(このページのほとんどの写真は、クリックすると拡大ページが開きます。)
電球を抜いた所
電球が入っていた電極(左側を撮影)。こちらがグランド側
電球が入っていた電極(右側を撮影)。こちらがプラス側(12V〜14V以上)
回路図どおりに部品を実装したところ(表)。左上にコネクタが見えます。
黒いのは、トランジスタ(4個)と可変抵抗(右上)
回路図どおりに部品を実装したところ(裏)
左から、電極端子(失敗作)・電極端子・元のランプ。
電極端子(表)。ここからメイン基板へコードを這わすのですが、コードを直接基板に半田付けすると
断線しやすいので、ナイロンコネクタ EHシリーズ(日本圧着端子)にお世話になる事にしました
(オス・メス・コンタクトと圧着ペンチが必要です)。接続端子をしっかりかしめれば(*1)
十分な強度が得られます。メイン基板のコネクタも同じです。
電極端子基板の装着。コネクタを挿入して絶縁の為に、ビニールテープで巻いています。
なんとか、うまくはまっています。
メイン基板のコネクタに接続。電気的には、これで繋がっています。
写真には写っていませんが、メイン基板のうらには、よく商品の外装に使われている
ナイロンで絶縁カバーをしています。
ランプカバーに収めて完了。固定は特にしていません。基板が丸見えですね(^_^;)。
(昼間撮影)直接見ると、LEDが13個はっきり分かります。写真よりもくっきり分かります。
カバーと光源の距離が小さいためです。直接見るとまぶしいです。LEDの配置にはこだわりました。
(夜間撮影)車内の照らし具合です。元と同じくらいの明るさです。
とても白いです。後部座席を見てください。
全体をまんべんなく照らしているのが分かると思います。
先端レンズカット形のLEDなので調整なしで実現されています。
(夜間撮影)LEDで点灯。
よく光ってます。この下の写真は、元の電球ですが、比べるとどんだけ白いか
分かると思います。エンジン始動時だけは少しちらつきます。
(夜間+懐中電灯)元の電球での点灯。・製作を終えて 出来上がりには、十分な満足感が得られておりますが、実際には理想どおりにはいっていません。 電流が18[mA]までしか上がりません。それから、もし、VRの接点不良が起きたら、抵抗値が MAX(100Ω)となり、LD2〜LD13に過電流が流れると思います。 抵抗(VR,R1,R2,R3)を付け替えるべきだと思っています。 エンジン始動時にちらつくのは、セルに電気を喰われて、電圧が下がる為でしょう。 1列に4個なのを3個にへらしたら、ちらつきもなくなると思われます。 暫く楽しんで(自慢して)、またやる気になったら、検討しなおそうとおもいます。 (以上)