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LED懐中電灯(点灯用IC YX8115の最適化)

以前書いたような気がするが・・・ランニング用のライトを考えている。

100均でこんな懐中電灯を購入。
Dsc_0477_2
単三電池1個だから、当然電圧を上げる回路が入っているはず。
電池:1.5V ⇒ LED 3.2〜3.5V
こういうまともな考えの製品は嬉しい。
早速購入して解体・チェック。

中身はLEDを除くと、ICが1個(YX8115)と、コイル(インダクタ)が1個。
信じられない程簡単だ。
PCオシロスコープというおもちゃもあるので中の動きは良くわかる。

実際に点灯してみると、電池3本の物よりは明るいが
それでも薄暗くて実用的ではない。

スマホのアプリに「照度計」というのがあるので測定してみた。
50cmの距離で、中心のスポット部分で800lux。
そこそこの明るさだが、外で足元や進行方向を照らしたりするには
力不足だ。

何とか少しでも明るくできないか?

ICのデータシートを見ると回路を変更すれば大電流が供給できるが、そうするとLEDの定格をオーバーしてしまう。

コイル(インダクタ)がいかにも貧弱だ
Dsc_0479

こいつを性能の良い物に交換したら多少は良くなる・・かな?
Dsc_0480

手持ちのガラクタ箱に右のコイルが転がっていた。
これをこのまま付け替えてみると25%明るくなった。

しばらくそれで満足していたが、もう一段の性能アップを試みた。
コイルをほどいて、巻き数を減らしていく。
波形のパターンは最初台形状だが、ノコギリ状になる。
発信器としての性能は低下している・・が、明るさを計るとむしろアップしている。
どんどん巻き数を減らしていくと17回のところに明るさの最適値があった。
波形には最大値4.2Vの鋭いピークが見られる。周波数は1MHz付近。

50cmの距離で1500lux。約2倍の明るさになった。
実際に暗闇を照らしてみると、充分に明るい。
1W LED(スポットが大きい)のランプと比較しても、スポットの中心部分は同じような感じの明るさだ。
マラソンや歩行時に行く先のスポットを照らすなら充分使える。(約2m先で直径約50cmのスポット)
Dsc_0497

最終的に組み上げたコイルがこれ。

銅線を3倍程の太さに変更。

コンデンサを電源側に追加してあるが効果は無い。出力側には付けられない。

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実は、やりたかったことは、これ。
Dsc_0478
上の100均LEDライトはランプの向きを変えられる。
ランニング時に掌に握って足元を照らすのにはこんな角度が欲しい。
但し、元のままではても暗くて実用的ではない。

で、下の物から部品を取り出して入れ替えようというもの。
ランプの後ろのスペースが少ないので、こっちには
Dsc_0499
こんなコイルを作ってみた。こっちは巻き数7回が最適であった。

このコアは、昔アナログテレビのアンテナのコンセントに入っていたものを利用。
電池ホルダーは2個用なので、1個電池の形をしたダミーを工作していれた。

ランプの角度を変えられたり、クリップが付いていたりと、けっこう便利な懐中電灯だ。

108円×2+コイル代 でした。

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電源の消費電流は370mA。
ニッケル水素充電池(2400mA)なら6時間程度使える。

スポットが狭い(50cmの距離で、直径≒10cm)が、それは我慢しよう。
出力のパルスは鋭いノコギリ波。4.2V⇒2.5Vと大きく変化する。
約1MHzで、デューティ比が30%程度。(ノコギリ波なので更に低い)

当初これを何とか平滑化しようと考えていたが、それは間違えだった。
人間の目はこの暗黒を関知していないらしい。
4.2Vでキラリと一瞬の間に鋭く輝る明るさを関知しているらしい。
総エネルギーではない。
但し、コイルの巻数を減らしてピークを更に鋭くしても、照度計の値も低下し、見た目も暗くなるのでLEDにはそれなりのエネルギーが必要なのかもしれない。

ということでエネルギー的には大変お得な点灯をしている。

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