自転車用ライトのLED化-プチ改造- [改造]
またまた、プチ改造です。
前回、キャンプ用ライトをLEDタイプに改造したのですが、
キャンプ用ライトのLED化-プチ改造-
今度は、通勤自転車用のLEDライトのアルカリ電池対応をニッケル水素電池対応に改造です。
なにせ、通勤で毎日使うものだから、充電できるニッケル水素電池を使いたいのです。
以前、約1000円でアルカリ電池対応のLEDライトを買ったのですが、アルカリ電池を使うと使い捨てになってしまいます。そのため、ニッケル水素電池を入れてみたのですが、案の定、点灯しません。しかたないので、従来の電球タイプを使い続けてきたのですが、ニッケル水素電池の寿命が来たのをきっかけに、LED化してみることにしました。ニッケル水素電池はもう1セットぶんを持っているのです。エネルギーの節約です。
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ダイナモなら発電しながら走るので電池がいらないのですが、なにせ、寄る年波(大げさ)、ダイナモを使うと前輪の回転が重いのですじゃ。ゲフゲフ。
このあたりの地域は、車やバイクだとまったく気が付かないのですが、山側から海にかけてゆるーーい坂になっていて、行きは下りですが、仕事で疲れた帰りは登りなのですじゃ。ゆるくても、ずーーと、坂なので結構しんどいものですじゃ。
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分解してみると、回路はキャンプ用LEDライトの時と同じでした。違うのは、電池4個を直列接続することです。
改造する自転車用ライトは、なぜか、アルカリ電池４個を直列接続するようになっています。アルカリ電池なら3個直列でも電圧が足りるはずなのですが、なぜか、4個直列です。
これが逆に好都合です。ニッケル水素電池の電圧はアルカリ電池より低いため3個直列では電圧が足りません。4個ならOKです。
LEDと直列の抵抗器の値を減らすために各抵抗器に並列に別の値の抵抗器をはんだ付けしてニッケル水素電池対応の抵抗値に変更しました。
こちらは拡大写真。(キャー。下手なはんだ付けで恥ずかしい。)
この基板の反対側にLEDと最初から付いていた抵抗器が付いています。裏側から別の抵抗器をはんだ付けしました。
本当は抵抗器を変更したいところですが、数十円の抵抗器を買いに交通費を使ったり、通販で輸送費を使うのが勿体無いので、手元のジャンク基板から抵抗器を外しました。ジャストの値が無かったので、従来の抵抗器に並列接続です。1系は、100Ωが無かったので49Ωの2個で98Ωを作っています。
点灯前。
点灯。電球型より明るい。
約2週間使ってみましたが、まだ明るいです。電球の時は5日もたなかったので、さすが、LEDです。
ここで大事な注意です。
この改造後にアルカリ電池を入れてはいけません！！ アルカリ電池のような高い電圧の電池を入れるとLEDに電流が流れすぎてLEDの寿命が著しく低下します。下手すると瞬断。怖くて自分ではしたことないですが。
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ここからは回路的な話。興味のある人はどうぞ。
回路図はこのようなシンプルなもの。物に忠実に書いているのですが、1系だけ、LEDと抵抗器の順番が他の2系と逆になっています。でも、回路的にはどちらでもいいです。基板パターンの都合からこのような接続にしたのでしょう。
(LEDに流れる電流：Iは全部同じ値だと仮定しています。)
改造前：
E=5.5[V](測定値) (中古のアルカリ電池なので電圧が低め。)
VF=3.3[V](測定値)
R1=R2=R3=51[Ω](表示値)
I=43[mA](E,VF,R1から計算した値)
R1の消費電力：PR1=0.15[W]
つまり、1/4W級(0.25W)の抵抗値でOK。
改造前の各値を調べるのは、LEDの種類ごとにVFとIの最適値が違うためです。大雑把には同程度なのですが、ここをおさえておかないと暗くなったり、明るすぎてLEDの寿命を縮めたりする危険があるので大事な情報なのです。
計算式：
E = R*I + VF
R = (E-VF)/I
改造後：
E=5.2[V](測定値) (電池1個の電圧は、1.3Vです。)
VF=3.4[V](測定値)
R1=R2=R3=33[Ω](予想値)
I=53[mA](E,VF,R1から計算した値)
R1をどうやって決めたかですが、E,VF,Iの目標値を設定して上の計算式から計算しました。目標値は、E=5.2[V]、VF=3.3[V]、I=43[mA]だったので、51Ωに100Ωを並列接続すれば33Ωができます。実際に作ってみると、Iが目標値よりも10mA大きくなってしまいましたが、アルカリ電池が中古で電圧が低めだったので、まあ、いいかな？
LEDだとどのくらい長持ちするかの試算をしてみましょう。
ニッケル水素電池の電流容量が1000mAhrだとします。
4個直列だから、4倍して、4000mAhrが電源の容量となります。
LEDに流す電流値：Iは53mAだから、3個で159mA。
4000[mAhr]/159[mA]=25[hr]
と、いう訳で、25時間点灯できるという結果となりました。
通勤時間が約40分だとすると、1ヶ月はもちそうです。
本当にこんなに長持ちするのかどうかは、使ってみてからのお楽しみ。
前回、キャンプ用ライトをLEDタイプに改造したのですが、
キャンプ用ライトのLED化-プチ改造-
今度は、通勤自転車用のLEDライトのアルカリ電池対応をニッケル水素電池対応に改造です。
なにせ、通勤で毎日使うものだから、充電できるニッケル水素電池を使いたいのです。
以前、約1000円でアルカリ電池対応のLEDライトを買ったのですが、アルカリ電池を使うと使い捨てになってしまいます。そのため、ニッケル水素電池を入れてみたのですが、案の定、点灯しません。しかたないので、従来の電球タイプを使い続けてきたのですが、ニッケル水素電池の寿命が来たのをきっかけに、LED化してみることにしました。ニッケル水素電池はもう1セットぶんを持っているのです。エネルギーの節約です。
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ダイナモなら発電しながら走るので電池がいらないのですが、なにせ、寄る年波(大げさ)、ダイナモを使うと前輪の回転が重いのですじゃ。ゲフゲフ。
このあたりの地域は、車やバイクだとまったく気が付かないのですが、山側から海にかけてゆるーーい坂になっていて、行きは下りですが、仕事で疲れた帰りは登りなのですじゃ。ゆるくても、ずーーと、坂なので結構しんどいものですじゃ。
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分解してみると、回路はキャンプ用LEDライトの時と同じでした。違うのは、電池4個を直列接続することです。
改造する自転車用ライトは、なぜか、アルカリ電池４個を直列接続するようになっています。アルカリ電池なら3個直列でも電圧が足りるはずなのですが、なぜか、4個直列です。
これが逆に好都合です。ニッケル水素電池の電圧はアルカリ電池より低いため3個直列では電圧が足りません。4個ならOKです。
LEDと直列の抵抗器の値を減らすために各抵抗器に並列に別の値の抵抗器をはんだ付けしてニッケル水素電池対応の抵抗値に変更しました。
こちらは拡大写真。(キャー。下手なはんだ付けで恥ずかしい。)
この基板の反対側にLEDと最初から付いていた抵抗器が付いています。裏側から別の抵抗器をはんだ付けしました。
本当は抵抗器を変更したいところですが、数十円の抵抗器を買いに交通費を使ったり、通販で輸送費を使うのが勿体無いので、手元のジャンク基板から抵抗器を外しました。ジャストの値が無かったので、従来の抵抗器に並列接続です。1系は、100Ωが無かったので49Ωの2個で98Ωを作っています。
点灯前。
点灯。電球型より明るい。
約2週間使ってみましたが、まだ明るいです。電球の時は5日もたなかったので、さすが、LEDです。
ここで大事な注意です。
この改造後にアルカリ電池を入れてはいけません！！ アルカリ電池のような高い電圧の電池を入れるとLEDに電流が流れすぎてLEDの寿命が著しく低下します。下手すると瞬断。怖くて自分ではしたことないですが。
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ここからは回路的な話。興味のある人はどうぞ。
回路図はこのようなシンプルなもの。物に忠実に書いているのですが、1系だけ、LEDと抵抗器の順番が他の2系と逆になっています。でも、回路的にはどちらでもいいです。基板パターンの都合からこのような接続にしたのでしょう。
(LEDに流れる電流：Iは全部同じ値だと仮定しています。)
改造前：
E=5.5[V](測定値) (中古のアルカリ電池なので電圧が低め。)
VF=3.3[V](測定値)
R1=R2=R3=51[Ω](表示値)
I=43[mA](E,VF,R1から計算した値)
R1の消費電力：PR1=0.15[W]
つまり、1/4W級(0.25W)の抵抗値でOK。
改造前の各値を調べるのは、LEDの種類ごとにVFとIの最適値が違うためです。大雑把には同程度なのですが、ここをおさえておかないと暗くなったり、明るすぎてLEDの寿命を縮めたりする危険があるので大事な情報なのです。
計算式：
E = R*I + VF
R = (E-VF)/I
改造後：
E=5.2[V](測定値) (電池1個の電圧は、1.3Vです。)
VF=3.4[V](測定値)
R1=R2=R3=33[Ω](予想値)
I=53[mA](E,VF,R1から計算した値)
R1をどうやって決めたかですが、E,VF,Iの目標値を設定して上の計算式から計算しました。目標値は、E=5.2[V]、VF=3.3[V]、I=43[mA]だったので、51Ωに100Ωを並列接続すれば33Ωができます。実際に作ってみると、Iが目標値よりも10mA大きくなってしまいましたが、アルカリ電池が中古で電圧が低めだったので、まあ、いいかな？
LEDだとどのくらい長持ちするかの試算をしてみましょう。
ニッケル水素電池の電流容量が1000mAhrだとします。
4個直列だから、4倍して、4000mAhrが電源の容量となります。
LEDに流す電流値：Iは53mAだから、3個で159mA。
4000[mAhr]/159[mA]=25[hr]
と、いう訳で、25時間点灯できるという結果となりました。
通勤時間が約40分だとすると、1ヶ月はもちそうです。
本当にこんなに長持ちするのかどうかは、使ってみてからのお楽しみ。
2012-02-12 08:46
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抵抗など中学の授業以来まともに触っていません（＾＾；
回路図もちんぷんかんぷん（＠＠；
電気（抵抗）関係に強い人は尊敬しますよ
といいつつ、会社の電源を何とかしなくてはならない担当になってしまったのはなぜだろうと考える今日この頃・・・
by SerowGOGOGO (2012-02-12 18:27)
ダイオード、抵抗、電池だけの回路なので、電気回路の分野の中ではめちゃくちゃ簡単な話なんです。
知っている人が見れば、むしろ、こんなのがブログネタか？ ってな感じです。
会社の電源は業務用ですから保証の問題があるので、業者に任せるのが吉かと。
by かある (2012-02-13 05:51)