テールライトLED化計画Ver.2 基礎実験&回路製作その1

昨日慌てて部品を買いに行った愛車のバイクVFR750F(RC36)テールライトLED化する電子部品たち
これをこの連休の間にある程度形にしてしまおう作戦なのです。

プリント板設計

回路の基本設計はVer.1の時と変わらず・・・・

・基本設計 一番左のCRD(定電流ダイオード)で駆動電流を決定し、トランジスタを利用して並列にコピーする考え方です

今回は2階建て基板にして赤色LED数を出来るだけ増やす変更をするのみ。したがって回路自体の検証試験は不要です。
急遽SuperFlux-LEDから普通のLEDに変更したため、基板の部品配置と配線パターンを引きなおしました。

・LED発光基板の部品配置&パターン設計

発光基板の裏に接着剤で貼り付けてしまう予定の駆動電源基板も設計完了です。

・駆動電源基板の部品配置&パターン設計 【Update #1】

Ver.1の時はバイク本体からのノイズに悩まされて外付けでノイズ対策部品を追加したのですが、今回は基板上に配置してしまいます。


一定電流を作り出す石塚電子製CRD(定電流ダイオード)の最大使用電圧が 25[V] と定められているのですが、セルモーターを回した際の逆起電力等のノイズにより瞬間的にこの電圧を越えてしまい回路を燃やしてしまうことがありました。

https://tarsama.hatenadiary.com/entries/2006/01/02/ テールライトLED化計画・焼損!

そこで、まずとにかく耐電圧が大きい"250[V]フィルムコンデンサ"でスパイク状の交流電力を逃がすとともに、さらに予防的に"24[V]のツェナーダイオード"を挿入し、CRDに負電圧や25[V]を越える電圧がかからないようにしてあります。

(本来ツェナーダイオードを有効に働かすためには電源直列に抵抗を入れて電力制限をする必要があるのですが、非常に短時間で電流値は小さいであろうと想定するノイズを逃がす目的なので抵抗無しで使用しています。Ver.1で3年ほど動いているので大丈夫なようです。)

基礎実験

さて、後は設計どおりに製作していくのですが、赤色LEDに流す電流値を決定する必要があります。
高照度(ブレーキ状態)で光らせるためにはデータシートに記載されている最大駆動電流で良いのですが、低照度(テール状態)の時の駆動電流はLED自体の製造ロットによってもバラツキがあるため実際のLEDを光らせて目で見て確認する必要があります。


今回は赤色LEDの使用数を増やしたため、100個入りパック1つでは足りなくて2つ購入してきました。よく見てみると・・・・

・LED100個入りパック・その1 ・LED100個入りパック・その2

ロットが違うのは仕方が無い(←秋月電子で購入時も『ロットの指定が出来ない』が条件になっている。)としても、順方向電圧降下(Vf)の値もだいぶ違うので、LED自体の特性ががだいぶ違うと想定されます。


とにかく二つのロットのLEDを実際に光らせてみて駆動電流を決定します。

・低照度モード点灯試験/ロット比較 ・高照度モード点灯試験/ロット比較

同じ駆動電流であればロット違いによる明るさの違いは肉眼ではわかりません。順方向電圧降下(Vf)だけが違うようです。

・ブレッドボード上に回路を作成し、CRDをいくつも組み合わせて最適な駆動電流を見つけます

そして、駆動電流をいくつも切り替えながら、低照度時の明暗がはっきり確認でき(規則では5倍の差)、かつなるべく明るい条件を満たす値として・・・・

低照度時: 2.0 [mA]
高照度時: 27.0 [mA]

としました。
Ver.1の時よりも駆動電流を大きく取り、かつ数も増えているので全体の消費電力としては上がってしまいますが、電球とは比べ物にならないほど省エネです。

回路製作

さて、上記で設計が終わったため、実際の回路を製作していきます。

・ユニバーサル基板にキズをつけ折り・・・・ ・欲しいサイズの基板を作ります

そしたらば、ひたすら赤色LEDをはんだ付け。今回は1列ごとにロットを入れ替えて、全体的に平均させていく手法とします。

・最初の1列目・・・・。4個実装済み ・後はひたすら繰り返し・・・・。24個実装済み

う~面倒だ~!


気合だぁ~!気合だぁ~!気合だぁ~! 途中で止めたら何がなんだかわからなくなるので、キリが良いところまで進むゾ~!!

・64個実装済み ・72個実装済み これで完成♪

赤色LEDを72個実装してようやく完了。でもこれをもう1セット作る必要があります・・・・けど、今日はこれでヤメ!!

・裏面はハンダで配線

単体試験をして各列の赤色LEDがキチンと点灯するところまで確認できました。


さらっと書いてあるけど、これで6時間ぐらい掛かってしまいました。
八王子は雪が一瞬降る天気だったので、ちょうど良かったです。夜はガキ使を見ます。