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zoom RSS 改造覚書:中華ヘッデンHsk No.107-4+KLC8

<<   作成日時 : 2007/11/19 17:17   >>

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とりあえず12LEDにKLC8を1灯ぶち込んでみようと言う事になりました。
何故KLC8かと言うと・・・安いから。
DXで1個4.34ドル、10個以上頼むと3.43ドル。
1.7ドルの補償付けても1個あたり3.6ドルで、ドル120円換算だと432円。
これは日亜500GS-K1(b1w)だと約2個分になります。
以前に測定したデータによると500GS-K1(b1W)は26mA時8.55ルーメンで効率102.12lm/wで5mm砲弾型LEDとしては驚異的な値でした。
500CSは75mAからのオーバードライブ測定しかしていなかったので比較しづらいですが、
75mA時500GSが70.72lm/wで500CSが43.01lm/wと、500GSが1.6倍以上の効率アップになっている事が判ります。
そして現在の5mm砲弾型LEDの平均的な効率は、中華でも韓国でもアタリの個体であれば500CS程度はあると考えて良いでしょう。

で、KLC8はと言うと175mA時、CreeQ5の106.79lm/wに対し89.96lm/wでした。
CreeQ5が26mA時8.82ルーメン、効率にして119.87lm/wでしたので仮にこの比率で26mAに換算すると100.98lm/w位になると予想されます。
500GSの102.12lm/wに近い値ですが、ハイパワーLEDは75mAに電流が増えても効率に大きな変化はありません。
しかし砲弾型LEDはこれ以上電流が増えると効率は著しく低下してしまいます。
例えば75mA時・・これはヘッドライトでは概ねMid相当でしょうか。
CreeQ5が120lm/wなのに対し500GSでは70.72lm/wと差が開きます。
先の比率を当てはめるとKLC8でも101lm/wは出せますので、日亜500GSを使うのは効率が良くありませんね。
つまり約8.5ルーメン以上明るくしようと思うなら、その分は灯数を増やして1灯あたりの電流を26mA以下に抑えてやる必要があります。
2灯にすれば1灯あたり37.5mA、この電流値でのデータはありませんが推定90lm/wは確保しそうに思いますので、なんとかKLC8に並ぶ効率が得られると推定しました。
ですので現時点の日亜500GS-K1(b1w)の価格(250円)を考えると2個以上使うならKLC8を使っても効率同様に光源にかかるコストはそれほど変わらないと考えられます。

と、ここまでが効率から考えた光源だけのコストの問題です。
ここ迄で5mm砲弾型LEDとハイパワーLEDで効率にたいした差は無いと言う事は解ったと思います。
次に5mm砲弾型LEDを使うメリットは先のコストの他に何があるか考えてみましょう。

砲弾型LEDの利点はまずそれ単体で運用できてしまう事にあります。
それは”砲弾”の名が示すように本体に最初から光学系がくっついているからですね。
これがKLC8になるとそのままでは拡散し過ぎてしまいますので、まともに使おうと思ったら
リフレクターやコリメーターで集光してやる必要があります。
そしてその光学系を保持するための構造も考えねばなりませんし、その分のコストも必要になります。
あ、電源系はこの場合は砲弾型と同じ出力で考えていますのでコストの比較はありません。

次にスペース効率の点から考えてみましょう。
これも5mm砲弾型LEDの方が有利です。
ハイパワーLEDの多くはボディだけで6mmから7mmありますし(あ、RebelとかはチップLEDのジャンルに含める予定なので今は突っ込まないでね)先の光学系が不要な点からも5mm砲弾型ならコンパクトな構成が可能となります。

照度の確保と言う点ではどうでしょう?
ハイパワーLEDは数ルーメンから100ルーメン以上まで1灯で自由自在です。
もちろん明るくしようとすると効率は低下しますが、効率低下も砲弾型LEDほどではなく、また1灯あたりの対応幅も比較にならないほど広い。
これに砲弾型LEDが対抗するには灯数を増やしてやる必要があります。
例えばKLC8は175mA時約47ルーメン出せますが、500GSでその照度を効率を維持したまま得ようとすると少なくとも5灯は必要になります。
この場合は光源コストはハイパワーより悪く、スペース効率も同程度になって来るものと思われます。
では中華や韓流の安い高輝度5mm砲弾型ではどうでしょう?
DXの14000mcdとかですと1個10円くらいなので光源コストは圧勝ですね。
実のところ最近はアタリハズレはありますが、総じて日亜500CSよりは明るさも色も優れて来ているように思っています。
効率は半分くらいと考えられますので10灯もあれば近い明るさに出来るでしょうか。
その代わりスペースは結構喰っちゃいますね。
逆にスペースさえ許せば何十灯と並べてハイパワー凌ぐ明るさも出せるのですが、デカくて重くて格好悪いので使いどころに悩みます。

てな感じで5mm砲弾LEDとハイパワーLEDの使いどころが見えてきたかと思います。
また、ここまではヘッドライトなど少ない電流で運用する場合をメインとして考えています。
以前に触れた電源となるアルカリ乾電池の特性もふまえて考えると、100mA以下がメインであれば5mm砲弾型LED4〜5灯と言うのは光源コスト、スペース効率の点からも程良い選択であると言う事が判りますね。
以前にたぶんQuadは賢いと思う、と書いたのはそう言った理由に因ります。

しかし、一方で昨今の市場の要求からかハイパワーLED搭載、あるいは砲弾型とのハイブリッド型ヘッドライトもだいぶ増えてまいりました。
これは思うに本来フィラメントの代用としてハイパワーLEDが使用されていた時とはいささか状況が異なります。
フィラメントの代用としてなら、それ程多くの要素を考えなくても良かったのかも知れません。
照度は元々フィラメントに及ばないけど長持ちする・・くらいの感じで十分だったのかも。
が、なまじハイパワーも高照度になり高効率になった事で少しややこしくなりました。
同じLEDであるのに砲弾型LEDのように使う場合とフィラメントのように使う場合で電気的特性が全く変わってしまう。
ハイパワー駆動をしてしまうと一定の消費電流で一定の照度を維持し、ランタイムも電源消耗時の照度も予測可能だったモノが全て破壊されてしまうのですね。
そこで考え出されたのがこうした性能評価システムであったわけですが・・・これは狭過ぎるかなあ。
いや、このシステムの問題点についてはまた別の機会に。



と、前置きだけでえらい長くなってしまいましたが中華ヘッデンNo.107-12の改造の続きです。
えーと・・・何でしたっけ?
ああ、KLC8をぶち込むと言うとこまででしたね。
画像
最初は紙フェノールの汎用基板の割れかけていたのがあったので、それを薄く2枚におろして使おうかと思ったのですが・・これは、やめました。。 。

元の基板から使わない砲弾型を抜いてスペースを確保する事にしました。
画像
砲弾型は近接手元用と考えて、4本もあれば良いですね。
しかし今回は回路はそのまま流用なので入れるのは簡単なのですが、やはり光学系が必要です。
そこでだいぶ以前、Fraenの拡散コリに換装したGENTOS SF-123に元々入っていたNX-05ライプのコリを使う事にしました。
ええ、その時も見事にぶち割って取り出しました。
これを削って何とか使えるようにしたいと思います。

次に基板にKLC8を載せる台座のようなモノを作ってやります。
画像
まずKLC8のスラグの幅に合わせて幅約6mmの型紙を作って、0.3mm厚の銅板を金切りハサミでジョキジョキ。
いや、刃が痛むけど事務用ハサミでも十分切れます。
後は型紙に合わせてヤスリで成型して平らに伸ばせば出来上がり。
これにKLC8のスラグをリフローハンダの要領でハンダ付けします。
それぞれに薄くハンダを盛っておいて、重ねて下から普通の100円ライターで火あぶり・・て前にもやっていましたね。とりあえず火傷、延焼にはご注意ください。
いくらかLEDの寿命は縮んでいると思いますが気にしません。
寿命が尽きる頃にはもっと効率の良いLEDが安くなっている事と思います。

配線はこんな感じにしてみました。
画像
1番を左右の砲弾型4灯に、2番と3番は結合してKLC8に繋いでいます。

表からだとこんな感じ。
画像
銅板の台座は端まで伸びていますが、今の回路では100mAも流れないのでただの両面テープでくっつけてあるだけです。
KLC8を基板に直に付けてもたぶん熱的には問題ないでしょう。

で、問題の光学系ですね。
画像
とりあえず砲弾型4灯の間に収まるようにリサイズしてみました。
元の砲弾型LEDのリフの真ん中をくり抜いてホルダー代わりに使います。

装着した状態・・・むう使ってない穴がマヌケです。
画像
KLC8の方は近中距離足元用を想定しています。
少しだけ凹面にしてありますが、それほど拡散はしません。

Loでまず左右の砲弾型4灯が点灯。
画像

Mid、Hiで真ん中のKLC8も点灯。
画像
が、最大で流せる電流が少ないのに点灯数だけ増えるのであまり明るくはないです。
それと、砲弾型LEDが青いのも嫌ですがKLC8の色ムラもやはり気になりますね。
これがSSCなら光学系無しでも最初からほとんど均一に混ざってるから楽だけどコストが、しかしLuxeonでは発光効率が・・・。
ちゃんと光色が混ぜられればKLC8は見やすい良い色なのでコストパフォーマンスは素晴らしいんですけどねえ。


また・・・・削るの?

<つづく>

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コメント(10件)

内 容 ニックネーム/日時
Hiの次は点滅ですね。
余った穴は・・・赤色点滅LEDでも。いや、それじゃ普通ですね。いっそうの事、Laser Pointerでも埋め込んで超攻撃型に。
ダミー砲弾型に蓄光も有りかな。
0909
2007/11/19 20:12
そう、限られた電流を有効利用しなくてはならないので畜光しまくりと言うのもアリです。いっそ余ったスペースにソーラーパネルを埋め込むとか、熱電変換素子を・・って、今度は重量の問題が出て来るんですね。
まあNo.107は何でもアリで色々遊んでみたいと思います。なんなら時計、磁石、ラジオとか付けてマルチなヘッデンとかの方向も面白そうです。
monozof
2007/11/19 23:04
おっ
だんだん
ぃい感じになってきましたね〜
シンプルにするか、テンコ盛りの
ボリューム満点にするかの境い目ですね〜
これからがどーなるか期待。。。ヽ( ´ー`)ノ


あと
もしかしたらご存知かもしれませんが
何かの参考になるかもしれませんので
ちょっと工房モコさんの電池BOXの
色々を載せておきます(URL参照☆)

unkochan
URL
2007/11/19 23:28
こうしたどーなっても良いモノは気楽に楽しめますね。とは言え何かしらフィードバック出来るモノが得られればなあ、とも考えてはいます。スペースは元々余ってるので何に使おうか迷いますね。
工房モコさんは知りませんでした。
電池BOX、手のり懐中電灯と興味深いモノ満載ですね。
しかし・・三脚が可愛いです。ええ脚線美萌え。
monozof
2007/11/20 00:01
となると、三脚を使うヘッドライト。
ヘッドバンドに三脚の脚をうまく付けて頭の真上にライトがくるように・・・
バランス最高ですね。ヘッドボーンな感じ。
0909
2007/11/20 00:16
Steropsみたいなのを想像しました・・が頭の真上ですかーっ。でも何かそんな感じでカメラ付けてるのありましたね。それに頭頂部なら前方以外も照らせるわけか。
あるいは三脚がヘッドバンドそのもの・・は、難しいか。
monozof
2007/11/20 00:49
私的に
モコさんはいつかは接触してみたい方です。
自作フライスマシンなども製作されてますし
よくヤフオクにも出品されてますょ〜

三脚・・・確かに可愛いですね〜
って、もしかしてへッデンを分離式にして
三脚そー着とか考えてますぅ?ヽ(´д`; )

unkochan
2007/11/20 01:02
フライスマシンは驚異的ですね。それで思い出したのが3D系の頃に欲しかったモノ>URL。・・って、こんなに高かったのかぁあ(吐血)。

三脚はともかくヘッドライトって外すとどうも安定しないのが測定時に気になっていました。単独でも安定する何か良い方法が無いか考えています。
monozof
URL
2007/11/20 01:56
うちに有る18灯のやつで、monozofさんの12灯と同じ形のは、某社の「NUDY」って安いコロンのキャップがレンズとその固定ゴムを取ればすっぽりと装着できます。はいディフュザーです。外で使った事は無いですが、これはこれでいいかも。なにせヌーディーですから。そのうちに送りますね。いや、こんなのいらないか。
0909
2007/11/20 08:24
おはようございます。今朝はそれなりの雪です。NUDY・・コンビニとかで見たような。あ、でも少し閃きました。レンズ部にも少し手が入れられるかも。
monozof
2007/11/20 09:09

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