JR7CWK'sぶろぐ

100均LEDライト改造＞15LED BIG
昇圧ICを「IIILEDライト」に転用した関係で点灯できない状態にあった「3LEDハンディライトA」。
転用当初、3LEDのまま昇圧回路として携帯電話充電器のDC-DCを組み込むつもりだった。

しかし3LEDならランチャー系のライトで十分。
しかもそのランチャーライトも今や9LED。
容量に余裕のある単一電池動作の本ライト。3LEDでは満足出来ない体に・・・

ふとネットでLEDライトを検索していて見つけたのが「ビッグ5」(5LED BIG)のLEDヘッド部3個を別のライトに組み込むという改造記事。
これだ！！！

昇圧回路に携帯電話用充電器を転用するという案そのままで、「ビッグ5」のLEDヘッド部3個を組み込む事にした。

「3LEDハンディライトA」の類似(同一？)商品であるセリアの「3LED懐中電灯BIG」，ダイソーの「3LEDライトBIG」、そしてLEDヘッドを使用した「ビッグ5」(5LED BIG)をモジって名づけたのが「15LED BIG」！！

写真は改造完了後。



関連情報
・CanDo「3LEDハンディライトA」
http://samidare.jp/jr7cwk/lavo?p=log&lid=183660

・100均LEDライト＞DC-DCコンバータの移植
http://samidare.jp/jr7cwk/lavo?p=log&lid=189566

・「ビッグ5」(「5LED BIG」)
http://samidare.jp/jr7cwk/lavo?p=log&lid=138329
上記アドレスの記事中「100均白色LEDライト＞ビック5」の項参照。

　改造に使用した部品は下記の通り。
　1)昇圧回路を外してしまった「3LEDハンディライトA」
　・・・写真中ほど

　2)「ビッグ5」 3個
　・・・写真右

　3)携帯電話充電器(TOPLAND(セブンイレブン)の縦型(PDC用)
　・・・写真左
　　→別途解説

　4)10Ωの抵抗3本(LEDの電流制限用)
　・・・写真にはない。

　白色LEDを十分に点灯させるには電池2本では電圧が不足する。
　そこでLEDを十分に点灯出来る電圧まで電圧を上昇する「DC-DCコンバータ」が必要となる。
　「DC-DCコンバータ」は電池式の携帯電話充電器にも使用されており、特別なものではなくなった。

　さて「ビッグ5」に使用されている5mm径の砲弾型白色LED　計15個を、安定的に、かつ十分な光量が得られる(若干オーバードライブ気味)で点灯出来るようにするため、
DC-DCの出力電圧／出力電流容量は下記程度必要と考えている。
・出力電圧
　LEDのVF=3.2Vなので、4.0～4.5V程度
　(電圧がもっと低いほうが総合効率が高まるが、あまりVFに近い電圧にすると、温度(周囲／自己発熱)による電流変化が大きくなる)

・出力電流容量
　25mA×15個=375mA　→　400mA程度


　上記電圧／容量から、今回改造に使用した DC-DC は、セブンイレブンで以前販売
されていた、TOPLAND の「縦型」 (俗称) である。
(手持ちの関係で「PDC用」を使用、同じ世代には「FOMA/3G用」、「au用」もあり、そちらでも同様。)

　携帯電話充電器やUSB充電電池BOXなどの「DC-DCコンバータ」の入ったものを
いろいろ持っているが、今回この機種を選定したのは下記の理由である。

・TOPLAND「縦型」は、出力電圧が4.6Vと若干低めになっており、VF=3.2V(実測)のLEDを点灯させる事を考えると、5V出力のものより総合効率の低下が少ないので有利。
　また出力電流容量が大きく、たとえアルカリ電池より電圧が低いNiMH電池を使用したとしてもLED15個を十分ドライブできる能力がある。

※TOPLAND「縦型」のDC-DCの電源電圧及び負荷特性は、下記アドレスの記事の
「DC-DC＞USB充電用電池BOX＞他機種との比較」の項参照。
http://samidare.jp/jr7cwk/lavo?p=log&lid=151751
(グラフはDC-DC出力に入っている1Ωの抵抗を含んだ特性であり、
抵抗をショートするとレギュレーションはもっと良くなる。)

・・・なお本ライト改造にあたり、改めて特性を測定している。
(電源電圧を2.4，3.0，3.6Vの3点で。)
詳細は別途。


参考までに他の機種を使用しなかった理由。

・現行品のTOPLAND「横型」,CENTURY製の「アポロンIII」
　本機種のDC-DCは、回路に抵抗を追加する事で電圧の調整が可能な事から、出力電圧を4V程度にする事でさらに変換効率の向上が望める。
　ただ、電圧の調整が可能という事は、3V系などもっと違う電圧への改造が可能で
幅広い？転用も考えられるのと、未改造で5V出力でありそのまま使用するにも良いので、今回は使用しなかった。

・昇圧ICの「HT7750A」
http://samidare.jp/jr7cwk/lavo?p=log&lid=263510
・100均で販売されている「USB充電用電池BOX」
DC-DC＞エコプラス製USB充電用電池BOX
http://samidare.jp/jr7cwk/lavo?p=log&lid=151751

DC-DC＞片山利器製USB充電用電池BOX
http://samidare.jp/jr7cwk/lavo?p=log&lid=200644

100均＞USB充電電池BOX＞コアウエーブ製CW-130DEN
http://samidare.jp/jr7cwk/lavo?p=log&lid=239697

　上記は、IC1個では5LED分程度の出力電流容量しか得られない。
　(電池電圧が下がった場合)
　15LEDの点灯にはICが3個程度必要になると考えられ、実装上面倒な事になる。
　よって非採用。


・CENTURY製の「アポロンⅠ」
http://samidare.jp/jr7cwk/lavo?p=log&lid=120798
　出力電流は十分あるものの、Bip-Trを使用した設計の古い回路の為変換効率が悪く、非採用。
　ただし、定電流回路に変更する事が可能であり、そこまでやるなら前提なら話は別。
(定電圧出力のコンバータの場合、LEDの電流制限抵抗による損失が発生する為。)

・Eftel製乾電池式携帯電話充電器
http://samidare.jp/jr7cwk/lavo?p=log&lid=168727
　電圧が5V固定なのと、出力電流が少ないので、非採用。

・Linkage製USBポートコード付充電器LI-01UBAW
http://samidare.jp/jr7cwk/lavo?p=log&lid=242456
　特性を測定していないが、CENTURY製の「アポロンⅠ」と同様、Bip-Trを使用した回路であった事から、変換効率悪いであろうと予想され非採用。

　改造の手順を以下に説明する。
　1)「3LEDハンディライトA」からLED部分を取り外す。

　2)反射鏡部分のLEDの穴をφ12.5mm程度(「ビッグ5」のLEDヘッドのねじ部分が入るサイズ)まで広げ、「ビッグ5」のLED部分を挿入し接着する。・・・図１，図２参照
　・・・実はこの状態では「ビッグ5」のLEDヘッド部は反射鏡部分に収まりきらない。
　　　　反射鏡表面から数mm程度出てしまうので、透明カバーをはずして組み立てる事になる。

　3)「3LEDハンディライトA」のLED部のマイナス電極用のリングからLED基板をはずし、代わりに携帯電話充電器の基板をハンダ付け。・・・図３参照。

改造後の回路。

　「3LEDハンディライトA」の反射鏡のメッキは導電性。
　「ビッグ5」(5LED BIG)のケース部分がプラス(LEDのアノード側)である事からそのままDC-DCををつけたリング(電池のマイナス)を組み付けるとショートしてしまう。
　反射鏡のリングと接触する部分にテープを貼って絶縁するようにしてから組み立てたが、出来れば「ビッグ5」(5LED BIG)のLEDの極性が逆になるように直してから取り付けたいところ。
　写真は「ビッグ5」を分解した様子。

　「ビッグ5」(5LED BIG)のケースはアルミ製だが、表面がアルマイト処理されているようで導通が悪く、ヘッドのねじ部分に銅線を巻きつけた程度では接触不良を起こす。
　LEDのリードをケースに押し付けている樹脂パーツを一旦外し、別のリードを一緒に入れてパーツを戻すなど一工夫必要。