むき出しの回路のLED
LEDライトの全体像
だいぶ前に自作した、パワーLEDライト。回路が剥き出しで透明性があることが特長だ。これもライトニング端子やmicroUSBといった、これとこれがプラス極とマイナス極ならそれだけを取り出せば光るという単純なものだ。最近はUSB Type-Cになり、それはできなくなりつつある。
冷却パーツ
透明なプラスチックで接着されているが、底だけはアルミニウムの板をそのままにしている。これはアルミニウムが熱を通しやすいため、LEDの熱を効率的に逃すためのものだ。
安全抵抗
プラス極とマイナス極だけを取り出すと、ショートする危険性もあるかもしれない、それを防ぐのが「抵抗」になる。秋葉原の秋月電子に売っているLEDランプは抵抗内蔵型で、回路を一本減らせるというメリットがある。通常のLEDに抵抗が入っているととても便利になる。色はONの時は緑色、OFFの時は赤色にする感じ。
秋月電子の隣には千石電商があり、セメント抵抗が売っている。頑丈で、形がシンプルで洗練されている。
この場合のセメントで覆われた抵抗は、
定格電力：3W
抵抗値：27Ω
電圧はUSBの5Vとして抵抗は27Ωなので、
LEDには約0.18Aの電流が流れる。
抵抗を先に作っておいて、、、
電力は、5V×0.18A = 0.9 W < 1W
このLEDライトの定格電力は1W、定格電力を超えないようにすれば壊れなくて済む。とはいえ、定格電力近くまで電流を流すと強い光を出す。その境目を抵抗というブロックが示している。
USB端子
マグネット端子で、容易に取り外しできるようにした、LEDを光らせるだけなのでデータは送らないので使っていない。ケーブルは中国のシリコン製にしたので、数年経っても比較的持っている。中国のシリコンは大事だ。またケースは東急ハンズで買った「ピルケース」という錠剤を入れるためのもので、これによって剥き出しのmicroUSBが障害物に当らずに済んでいる。ケーブルを通す穴だけを加工して開けた。
また「ピルケース」が透明であるのは、この場合転用してUSBの基盤を覗くためだが、元は中にどんな錠剤が入っているかを識別するためのものだった。このサイズだと常備薬をポケットに入れられるので便利だ。またプラスチックの素材が軽くて丈夫で、角も丸いので触っても痛くない。
東急ハンズではこれより一回り小さいケースが、売っていたと思うが、
幅57×奥30×高12mm
幅の57mmがちょっと短いのか、奥行きと高さは同じくらいだ。
こうして調べてみると
ボタン電池
SDカード
SIMカード
イヤホンカバー
など錠剤の他には意外とアクセサリが入るようだ。
東急ハンズ新宿店に行き、ピルケースを見つけたが、ネットショップにある在庫の通り従来型より一回り大きくなっている。右側にあるMC-50というのがそれだ。
別にこだわっている訳ではないが、amazonで比較的小型のピルケースとはいわないようで、透明プラスチック収納ボックスという。ピルケースのピルは薬などの錠剤を示す、、、なぜ東急ハンズでピルケースを探していたのかというのが疑問だ。
消費電力
マグネットケーブルをつけた時だけ光る、モバイルバッテリーに繋ぐと懐中電灯になる。消費電力は0.9W(約1W)
リチウムイオンのモバイルバッテリーの容量を5000mAhとすると、
5000mAh × 3.7V = 18.5Wh
一般的なモバイルバッテリーを使えば、およそ18時間、コンセントなしで点灯しておくことができる。
中国の電流テスターJ7-t
今まで電流テスターに使っていたのは、J7-tというモデルだった。これはUSBに繋げるだけで電流と電圧が一覧できるので、概要を把握しやすいとことが挙げられた。さらに対応する電圧が3V〜30Vまである。
3V・・・ESPなどの小型コンピュータ
5V・・・一般的なパソコンやスマートフォンやラズベリーパイ
9V・・・アダプターを介してType-AからType-Cに変換して中国の小米科技などの先端機器で高速充電する場合
と手広かった。ところが久しぶりに通電すると、電流や電圧は普段通り表示されるが、片方のUSB端子から電気が流れなくなっていた。
中国語の画面で説明書もなかったので、とりあえずリセットを試みたが、効果がなかった。ボタンは一つしかついておらず、長押しと1回〜6回の連続押下で判定する。これがかなり操作として難しく、ビープ音のようなアラートが収まらなくなってしまった。中国語表記になったとしても電圧がだいたい5Vで電流が1Aに収まっていれば、確認はできるので、そのままにすることが多かった。
新しいUSBチェッカー
ちょっと、USBケーブルが硬いが、新宿のヨドバシカメラで電流テスターを購入した。3000円くらいした。これも実際には中国製(Made in china)だが、ルートアールという日本の会社が窓口になっているので、故障したときに相談できるからだ。またUSB Type-Cの場合、受電側と給電側が同じ形をしているので向きがわからなくなることがある。OTGなどで向きを確認するときに便利だと思った。
ヨドバシカメラのページ：https://bit.ly/470vL1S
電圧は4Vから20V(3V系はないようだ、Type-Cへの変換は対応している)
MacBookからType-Cで給電すると5.25Vになっている。これはモバイルバッテリーは従来の5.1VのUSBより高い値になっている。
もう一点、抵抗値を強めにしたLEDライトがある、これは4Wを想定している。これで試してみる。
すると電圧は5.2Vから5.14Vくらいになった。ワット数は1Wちょっと出ているが、これは許容範囲だ。セメント抵抗だけでなくLED自体に抵抗が含まれていることが明らかになった。これについては抵抗が含まれていないものもあるので電流チェッカーが必要になる。
続いてこれでMacBookに繋げてみるが、
電流は87mA、ワット数は0.45Wだった。
このとき電流の向きが表示されているのが良い。パソコンから周辺機器に想定通りに動いている。
また、sanwa製の電圧チェッカーでUSB端子のプラスチックケースを開けて、電圧を測ってみると5.16Vだった。
ピルケースはこのように蓋を開けて、ワニ口クリップを接続するために作ったが、このサイズのピルケースがもうメーカーで作られていないというのがまた残念だ。この方法では電圧を5.16V測るのに使うが、電流は簡単には測れない、そのためUSBで手軽に測れる方法として中国のJ7-tが活躍していたが、USB端子から電流が流れなくなってしまった。
LEDの定格容量は1Wだが、USB電流チェッカーでの値は0.45Wと、抵抗だけでなくLED自体にも抵抗が含まれている。
電流テスターの値から定格の1W以内だったので、壊れはしないことが分かった。5000mAhのモバイルバッテリーに繋いでも24時間以上、計測した値では光らせることができる。
amazonには本体がすでになく、楽天でしか見つからなかった。他にはアメリカのwalmartなどがある、白熱電球や蛍光灯に比べて環境にエネルギー効率が良く配慮した逸品だ。できればデータシートで内蔵した抵抗の値がわかれば良かったが、それが調べた限りでは、公表されていない。
そのため概算値ではあるが、流れる電流の合計を調べて、それが許容範囲かどうかを測る方法が考えられる。
まとめ
これから先、USB Type-Cやリン酸鉄リチウムイオンが登場することで、こういったシンプルな制作ができるかは分からないが、まず電流の向きが分かることと、電流の容量を測ることから始めていきたい。
この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか？