赤色超高輝度LEDを用いた照明装置の作成


最終更新日:2004/01/16
  • はじめに

     超高輝度LEDがかなり低価格で入手出来るようになり、以前からそれを利用して照明装置を作ってきました。しかし、手抜きで作っていたため保護抵抗(電流制限抵抗)を入れずに使用していました。その結果、使用中にLEDが壊れ発光しなくなるものが出てきました(LEDを発光させるには定格電圧以上の電圧を必要とし、定格電流以上の電流を流すと壊れてしまいます)。そこで、今回定電流ダイオードという便利なものがある事を知りさっそく入手し、それを組み込んだ照明装置を作ってみました。

  • 部 品

    ペンライト :  
     多分どれでもOK。単3〜単5乾電池を使用するいろいろなサイズがあり好みで選べます。写真は単5乾電池2本を使用する非常にコンパクトなタイプのペンライトです。

    ペンライト
    ヘッドランプ : 松下電器 BF-191B(もう手に入りません) 
     2個の電球を装備し使い分けることができるので、片方にLEDを装備すれば観測準備中と観測中で光源を切り替えて使用でき非常に便利。さらに、リチウム電池と乾電池どちらでも使用できるためさらに便利。寒い北海道にはやはりリチウム電池かな?

    ヘッドランプ : PETZL(ペツル) デュオLED5  
     こちらはハロゲン球と白色LED5個を使用したヘッドランプで、ハロゲン球の代わりに赤色超高輝度LEDを使用することで全てLEDとなるため電池の消耗も少なく、球切れもなく長期間安心して使用できます。白色LEDがとても明るくしかも蛍光灯の様に青白い光でGoodです。もう電球に戻れないかも。
    ヘッドライト
    DuoLED5
    DuoLED5
    赤色超高輝度LED : GL5UR3K-1
     発光光度 3000mcd(ミリカンデラ)
     電圧定格 2.0V
     電流定格 20mA
     直径 5mm

    赤色超高輝度LED
    定電流ダイオード : E-153 (15mA)
     大きさ: φ2mm×4mm
     最大印可電圧: 25V
     電流範囲: 12〜18mA

    定電流ダイオード
    その他   
     ホットボンド、ハンダごて、糸ハンダ、ハンダごて、使用済電球、金槌、ピンセット、ラジオペンチ、ニッパー、ミニルータまたはドリル(ピンバイスでも可)他

  • 制 作

    1.使用済電球の中を取り除
     使用済電球を利用するため電球の中身を取り除きます。金槌等でガラス部分を割ります。この時ガラスが飛散しないように厚手のビニール袋の中に電球を入れ、外からたたくと良いでしょう。なお、金属部分を使用するためくれぐれもつぶさない様に!。電球が割れたらラジオペンチ等で金属部分を周囲から軽く力をかけ中身を出します。この時もあまり力を入れすぎないように!。
    く"使用済電球"中を取り除いた後
    2.電球の金属部分に穴を開ける
     電球の金属部分の内側はハンダが付きにくいので金属部分上部にLEDまたは定電流ダイオードの足が通る程度の穴をあけます。私はミニルータを使ってあけましたが、ドリルやピンバイスでも可能でしょう。できない場合は頑張ってハンダ付けしましょう。他に良いアイデアがあったら教えて下さい。
    穴を開けた電球金属部分
    3.LEDとダイオードの接続
     LEDに定電流ダイオードをハンダ付けします。注意として両方ともダイオードなので極性があります。プラスマイナスを間違えないように。LEDは足の長い方がプラス定電流ダイオードは線の付いている方をマイナスへ接続します。足の長さは電球の金属部分に納まる様に切断し調整します。この時重要なのはプラス側に定電流ダイオードを接続させます。私の経験では通常の懐中電灯(ペンライトも含めて)は電球の先がプラス、金属部分がマイナスですが、ヘッドライトは何故か逆でした(現在2種類のヘッドライトを持っていますがすべて同じ)。最初これを知らずにかなり焦った覚えがあります。必ず極性は確認しましょう。
    LEDと定電流ダイオードの接続
    4.LEDの取り付け
     電球の先の部分はハンダを盛ってあるだけなので半田ごてで溶かし取り去っておいた方が作業は楽です。先程定電流ダイオードを接続したLEDを位置をあわせてセットします。その後それぞれの足をハンダ付けします。余った足はニッパーで切り落とします。
    LEDの取り付け
    5.隙間を埋める
     LEDを取り付けた後は隙間を埋めて完成です。隙間は固定、絶縁、防水の関係でしっかり埋めましょう。何を使って埋めるかですが、以前はエポキシ粘土を使っていましたが、手間がかかるので今はホットボンドを使っています。これは非常に重宝しています。
    ホットボンドで隙間を埋める
    6.完成
     隙間を埋めたら完成です。早速ヘッドライトへ取り付けて動作確認です。
    完成
    完成
  • 注 意

     先程3.LEDとダイオードの接続でも書きましたが、思いこみで作ると後で泣きます。必ずテスターやLEDで極性の方向を確認してから作りましょう。もっとも重要なのは必ず保護抵抗を入れる事です。私もLEDが壊れる位ににか考えていませんでしたが、いろいろ調べてみたら”最悪の場合、LEDからの出火・ヘッドライトの破損・LEDの短絡が原因による電池の破裂”等の危険があるとの事です。特にヘッドライトは長時間点灯させる可能性があるため必ず入れましょう。お薦めは今回使用した定電流ダイオードです。これを使うといちいち計算で抵抗値を出さなくても良いですし、電池の種類や電圧が変わってもそのまま使えます。

  • おわりに

     超高輝度LEDや定電流ダイオードは今や1個100円程度で手に入るようになりました。秋葉原へ行けなくても今は通販で手に入るようになりました。赤セロハンを使うよりずっとスマートで見栄えが良いので腕に自信のある方は是非挑戦してみて下さい。省エネにもなりますし。

  • 簡単な工作
    私の部屋
    星と旭川天文同好会の部屋