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投稿者 スレッド
オレンジ
投稿日時: 2009-5-22 21:01
ゴールドメンバー
登録日: 2009-5-3
居住地: 仙台市
投稿: 122
Re: LEDデッキライト、完成!
引用:
kiyoさんは書きました:
でしょ!
一晩、7時間弱点けっぱなしで、ほとんど釣りの時にエンジン止めてたんですが・・・・・
GPS魚探もつけてたらやばいっすね。
帰るときにエンジンをチルトアップしたらかなり弱い音で動いてました。
かなり食いますよ。
ただ、新品のバッテリーだったら問題無いでしょうけど・・・・・

今日は朝から雨、百姓やれないので調光器の製作です。
LEDの調光方法は二つ
1.配線に抵抗器を入れて電流を少なくする
2.高速にスイッチを入れたり切ったりする

写真左は巻き線型可変抵抗器で、これをスイッチとLEDの間に挿入する
だけで調光が可能になります。
欠点は、抵抗器に電流が流れますから抵抗器が発熱して電力を無駄に
消費することです。

無駄な消費電力を無くす方法として、LEDの電流を高速でオンオフ
(点滅)させる方法があります。
写真右が出来立てホヤホヤの高速オンオフ回路基板で、点滅回数は
約10,000回/秒ですから、どんなに目が良い人でも連続して
光っているとしか見えません。



オンオフ方式は電力のロスが殆どゼロですのでバッテリーを電源とした
用途には最適な方法です。

先日作ったスイッチボックスの中身をこの回路基板に入れ替えました。
夕方雨があがったので、早速ボートへ・・・



しっかりと調光出来ています。



この調光状態のオンオフ波形はこうなっています。



連続通電を100%として、写真左は5%、写真右は74%の発光です。

以上「パルス駆動による電力調整法」の講義でした・・おわり
koichi
投稿日時: 2009-5-23 7:48
プラチナメンバー
登録日: 2007-6-14
居住地: 秋田県
投稿: 1501
Re: LEDデッキライト、完成!
これを作る頭もなければ技術も無い。
さらにはパーツ入手の店も無い田舎。

スイッチボックス内のICチップを
使っている写真見ただけで
お手上げ、と思ってしまいます。(笑)


調光ですが、抵抗方式、パルス方式
どちらでも構いませんので、
デッキライトにもつけることは可能ですか?
オレンジ
投稿日時: 2009-5-24 0:00
ゴールドメンバー
登録日: 2009-5-3
居住地: 仙台市
投稿: 122
Re: LEDデッキライト、完成!
引用:

koichiさんは書きました:
調光ですが、抵抗方式、パルス方式
どちらでも構いませんので、
デッキライトにもつけることは可能ですか?

この調光器に55ワット/12ボルトの電球を繋いで、調光出来ることを
確認しました。
ただし、スイッチング素子(MOSFET)が少し発熱しますので、放熱板
(t2mm×2?×3?程度のアルミ板等)を付ける必要があります。

大きな電流を流せる可変抵抗器は大型で高価、発熱による電力損失も
大きいので、抵抗方式は電球の調光には向きません。

パルス方式の調光器に挑戦してみませんか?
詳しくお教えしますよ。
部品も手持ち分は差し上げます。
足りない分は購入となりますが、ほんの僅かです。
kiyo
投稿日時: 2009-5-25 8:25
プラチナメンバー
登録日: 2007-6-5
居住地: 九州
投稿: 1781
Re: LEDデッキライト、完成!
引用:

以上「パルス駆動による電力調整法」の講義でした・・おわり


すげぇ (;^_^A アセアセ…
koichi
投稿日時: 2009-5-25 8:43
プラチナメンバー
登録日: 2007-6-14
居住地: 秋田県
投稿: 1501
Re: LEDデッキライト、完成!
引用:

オレンジさんは書きました:
パルス方式の調光器に挑戦してみませんか?


ありがとうございます!!
でもよく考えてみたら、夜間釣行はやったとしても
年間数回だという結論で、そこまでやる必要は無いかな、と
考え直しております。
昨日の釣行の通り、我が道は、ジギング・ディゲームであると
確信しているところです。(苦笑)
単に、夜通し釣りをする体力が無いだけなんですが。。。
昨日の帰り、ナイトゲームやるなら、ココ!というポイントに
回ってみたのですが、刺し網が多く、無理は出来ない、と
思っている所です。

釣りの方向性が変化して、ナイトゲームに没頭するようになったら
その時は相談させてくださいませ。
お気遣い頂きましてありがとうございます。


あのデッキライト、ノーマルのではハロゲンなんだけど
オレンジさんがトレーラーの灯火類をLED改造したように
LEDに出来たらそれだけでかなりの電力消費を抑えるなー、
なんて思っています。
今はこちらのほうに興味があります。
ハロゲン・デッキライトの反射鏡に、
あのテープLEDを隙間無く貼り付けたらどうだろ?(爆笑)
シロートの考えなんて、所詮こんなモンですね。(笑)

関連で質問があるんですが・・・
パルス式は高速でオンオフさせて光の加減をする
ということなのですが、シロートの生半可知識では
電気のオンオフは突入電流(電力?)が大きくなるので
逆に電気を食う、と聞いたことがあるのですが、
どうなんでしょう?
高速なので関係ないのかな?
ミニ知識を授けて頂けたら幸いです。
kiyo
投稿日時: 2009-5-25 10:23
プラチナメンバー
登録日: 2007-6-5
居住地: 九州
投稿: 1781
Re: LEDデッキライト、完成!
あたしは、ドッキングライトをLED化したいですね。
あれの消費電力は、全ての比では無いくらい大きいと思ってます。

点けてるだけで、下がっていく電圧計が解りますもの。
走ってるとき以外は、点けっぱなしには出来ませんね。(^_^;)
オレンジ
投稿日時: 2009-5-25 10:52
ゴールドメンバー
登録日: 2009-5-3
居住地: 仙台市
投稿: 122
Re: LEDデッキライト、完成!
引用:

koichiさんは書きました:
関連で質問があるんですが・・・
パルス式は高速でオンオフさせて光の加減をする
ということなのですが、シロートの生半可知識では
電気のオンオフは突入電流(電力?)が大きくなるので
逆に電気を食う、と聞いたことがあるのですが、
どうなんでしょう?

突入電流・・簡単に説明するのは難しいのですが書いてみますね。
電気が流れる回路の中で電力を供給する側を電源、電力を消費する側を
負荷といいます。
負荷を電気的な性質で分類すると次の三つです。
1.抵抗性負荷:電球、LED、アイロン、電気ストーブ等
2.誘導性負荷:モーター、変圧器等、電磁石を応用した機器
3.容量性負荷:コンデンサー(蓄電器)、超音波振動子等

オームの法則はご存知ですね。
V=IR (電圧=電流×抵抗値)
このオームの法則が当てはまる負荷が抵抗負荷です。

またこんな式もあります。
W=IV (電力=電流×電圧)

自動車用12Vボルト50ワットの電球には何アンペアの電流が
流れているか?またその電球の電気抵抗は何オームか?
上の式で簡単に求まります。
I=W/V I=50/12  電流は4.17アンペア
R=V/I R=12/4.17 電気抵抗は2.88オーム

ところが、この電球の抵抗値をテスターで測ってみると
約0.3オームです。
電球の規格から求めた抵抗値は約3オームなのに対して、実際に測った
抵抗値はその1/10の0.3オームしかありません。

何故でしょう?・・・理由はお分かりですね。
電球のフィラメントは金属(タングステン)で出来ています。
金属は温度が上がるほど抵抗値が大きくなる性質があるからです。

室温状態のこの電球の抵抗値は0.3オームですから、スイッチを入れた
瞬間に流れる電流は
I=V/R I=12/0.3  40アンペア・・・これが突入電流で
定格電流の約10倍もあります。

オンオフを繰り返すと電気を余計に食う・・koichiさんご指摘は正解!

では、高速にオンオフさせたら?
一度温まった電球のフィラメントはすぐには冷めません。
ですから最初のオンでは突入電流が流れますが、次のオンでは
フィラメントが温まっているために電気抵抗が大きくなっていて
再び突入電流が流れるということはありません。

では、2.誘導性負荷、3.容量性負荷 ではどうなのでしょうか?
残念ながら、ここで説明できるほど簡単では無いのです。
結論だけをいうと、コイルやコンデンサーが持っている電気的特性に
よって、やはり突入電流が発生します。
場合によっては、定格電流の100倍も・・・
頻繁なオンオフは電気を食いますのでご注意を。
hideo
投稿日時: 2009-5-25 11:20
プラチナメンバー
登録日: 2007-6-5
居住地: 浜松市
投稿: 857
Re: LEDデッキライト、完成!
引用:

オレンジさんは書きました:
この調光状態のオンオフ波形はこうなっています。



連続通電を100%として、写真左は5%、写真右は74%の発光です。

以上「パルス駆動による電力調整法」の講義でした・・おわり

きれいな波形ですね〜。
オシロスコープの波形を見て、20年ほど前、某Y社で
電子楽器を設計していた頃を思い出しました。

私はマイコンのロジック回路の方はやってましたが、
アナログ系はさっぱりなので想像でしかないんですが、
この仕組みって、フリップフロップのスイッチングタイムを
RCで調整して、その出力をFETでドライブするってことで
よろしいんでしょうか?

あと、NANDゲートICの電源は定電圧ダイオードをかませて
作るのでしょうか?

自分で設計したことがなく、断片的な知識しか無いので
教えていただければ幸です。
オレンジ
投稿日時: 2009-5-25 14:41
ゴールドメンバー
登録日: 2009-5-3
居住地: 仙台市
投稿: 122
Re: LEDデッキライト、完成!
引用:
hideoさんは書きました:
きれいな波形ですね〜。
オシロスコープの波形を見て、20年ほど前、某Y社で
電子楽器を設計していた頃を思い出しました。

アハハッ・・元プロさんが見れば変なのすぐに分かっちゃいますね。
実は、この波形はドライブ回路の出力波形で、MOSFETの出力は
もう少し肩が丸くなりますです、ハイ。

引用:
この仕組みって、フリップフロップのスイッチングタイムを
RCで調整して、その出力をFETでドライブするってことで
よろしいんでしょうか?

その通りです。
パルス幅をRでコントロール出来る発信器なら何でもいいです。
その出力でMOSFETをドライブするだけ。
回路を添付します。
(CAD無いのでフリーハンドで・・・見苦しいですがゴメン)



引用:
あと、NANDゲートICの電源は定電圧ダイオードをかませて
作るのでしょうか?

ICはCMOS4000シリーズを使えば、12Vバッテリー電源で
そのままで動作します。
発信回路はいろいろな方式が有りますが、私はインバーター4049を
使った上図の回路を多用しています。
理由は回路が簡単な事、さらに4049のドライブ能力が高いので、
MOSFETを使った大電力スイッチング回路も直接ドライブできる
からです。
スイッチングトランジスタは手持ちの2SK2412を使いましたが、
耐圧60ボルト10Aクラスの低ON抵抗のMOSFETであれば何でも使えます。
2SK2412はLEDテープの調光にはオーバークオリティで、このFETに
小さな放熱器を付けるだけで、自動車のハロゲンランプも問題無く
制御できます。
(テスト済み)

今回使用したFETのデータシートは↓です。
http://www.necel.com/nesdis/image/TC-2493.pdf

(追記)
スイッチング周波数は当初約10KHzに設定しましたが、使ってみた
ところ調光器のスイッチングノイズによるAMラジオへの電波障害が
認められました。
そこで、現在は周波数を約1KHzに下げています。
添付回路は改良後のものです。

16時に少々加筆修正させていただきました。


hideo
投稿日時: 2009-5-25 15:49
プラチナメンバー
登録日: 2007-6-5
居住地: 浜松市
投稿: 857
Re: LEDデッキライト、完成!
引用:

オレンジさんは書きました:
アハハッ・・元プロさんが見れば変なのすぐに分かっちゃいますね。

いえいえ、確かに元プロなんですが、デジタルのロジックばかり
だったので、アナログの経験はまるでありません。T_T
(中学時代の「初歩のラジオ」が精一杯です。^^;)

引用:
パルス幅をRでコントロール出来る発信器なら何でもいいです。
その出力でMOSETをドライブするだけ。

あー、なるほど!パルス発信だけなら単純に反転出力を
戻してやれば良いんですね!

引用:
回路を添付します。
(CAD無いのでフリーハンドで・・・見苦しいですがゴメン)

ありがとうございます!大変参考になります。
しかし、回路図なんてほんと久しぶりです。^^;

引用:
NANDゲートICはCMOS4000シリーズを使えば、12Vバッテリー電源
そのままで動作します。

なるほど、12Vで使えるシリーズもあるんですね。

引用:
スイッチング出力トランジスタは手持ちの2SK2412を使いましたが、
耐圧60ボルト以上10Aクラスの低ON抵抗のMOSFETであれば何でも
使えます。

ありがとうございます。素子の特性や定格、抵抗や容量の値など
知識と経験がなければまったく判断出来ませんので
とても参考になります。

う〜ん、作ってみたいけど、時間が取れないなぁ・・・
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