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2018年1月24日 (水)

【検証】テープLEDは、室内灯に向いていないのか?

本日は、予定を変更し、投げかけられた疑問に対する検証を行いました。
「おいおい、もともとこのブログに予定なんてある訳ないよ」というツッコミはなしで。(笑)

それは、「テープLEDって、室内灯に向いていないのでは?」という疑問です。

その為、今回、急遽、実際の点灯状況を確認してみました。
検証に使用したのは、KATOのpower pack スタンダード と 自作のPWMコントローラーです。
なお、私は、TOMIXのPWMコントローラーは持っていないのですが、
同じPWM方式であるので、自作のPWMコントローラーと同様な動きではないかと想像しています。

今回使用するテープLEDは、室内灯にすることを前提とし、
事前にカットしてある、5ユニット分のテープLEDです。

テープLEDは、1ユニット3個のチップLEDと1個の抵抗で構成されています。
そして、この3個のチップLEDと1個の抵抗は直列に接続されています。
今回使用するテープLEDは、入力電圧は、定格12Vです。

1.KATO power pack スタンダード

KATOのpower pack スタンダードは、トランジスタによる電圧制御式のコントローラーです。
DCで0Vから12Vまで出力電圧を制御できます。
が、実際は、14Vくらいまでは出力があります。

私の所有するものは、型が古く、約30年前に購入したものです。
AC100Vを入力とし、定格DC12Vが出力されます。

20180124_220258

まず、どのくらいの電圧で点灯するかを確認します。

実は、現在は、PWMコントローラーをメインに使用しているので、
これまで、このタイプのコントローラーでの確認はしたことがありませんでした。

4.6Vを超えたあたりで、点灯しているのがわかるようになります。

20180124_220404

約5Vでは、はっきりと点灯が確認できます。

20180124_220412

さらに、12Vを超えても点灯しています。

20180124_220429


2.自作のPWMコントローラー

自作のPWMコントローラーは、DC12Vを入力とし、パルス制御により、出力電圧をコントロールしています。
テスターで検出される電圧は、連続した電圧として表示される数値ですが、
パルス制御方式では、半導体を使った電力を制御する方式の1つで、 オンとオフの繰り返しスイッチングを行い、出力される電力を制御します。
一定電圧の入力(今回の場合、12V)から、パルス列のオンとオフの一定周期を作り、オンの時間幅を変化させる電力制御方式です。

こちらが、今回使用したコントローラーです。


20180124_220731

まず、点灯しはじめたのは、電圧計では、1.88Vです。

20180124_221147


そして、4.40Vでは、ほぼフルに点灯しています。

20180124_221158_2

そして、12V超えても、ほぼ同じくらいの明るさです。

20180124_221207

というわけで、
今回の検証結果です。

・トランジスター方式のコントローラーでは、ほぼ走り出すまでは、室内灯が点灯しない。
 
・PWM方式のコントローラーでは、停車中でも室内灯がほぼ点灯する。
 また、通常のスピードで運転していても、ほぼMAXに近い明るさとなる。

 ただし、最近のモーターは、性能が良いので2V以下でも走り出すことがあります。
 その為、ものによっては、走り出すまで室内灯が点灯しない可能性がああります。
 
 なお、テープLEDが明るすぎると感じる場合には、別途抵抗を追加して、明るさを調整することも可能ですが、抵抗の追加により点灯開始の電圧が高くなるので、その点も考量して抵抗を追加する必要があります。
まあ、わずかな差ではあるので、気にしない方はあまり神経質になる必要はないかとは思います。

私は、「室内灯が点灯しています。」とはっきりわかるのが好きなので、抵抗は取り付けません。

なお、テープLEDの価格は、各自で確認いただくのが良いとは思いますが、
Amazonでは、5m300個で、数百円というのもあります。

5mで約20両分の室内灯が作れますので、1両あたりのLED自体の価格は、50円程度となります。
あと、これに、ブリッジダイオードを取り付けて、車両から給電する仕組みを組み込めば室内灯が完成します。
ですので、原価としても、1両あたり100円程度になるのではないかと思います。

なぜ、ブリッジダイオードが必要かというと、
車両は進行方向が変わると、極性が逆転します。
しかし、LEDには、常に同じ極性での電源供給が必要とされますので、
その為には、ダイオードブリッジ、または、ブリッジダイオードが必要になります。

あとは、メーカーのポン付けの室内灯を選ぶか、
自分で苦労して室内灯を自作するかは
各自の模型の楽しみ方の違いではないかと思います。
どちらが良い、悪いということはありません。

ということで、今回の検証は終わりです。

なお、当方、電気の専門家ではないので、表現上、おかしな箇所があるかもしれません。
ご指摘等あれば、ご遠慮なく書き込みください。
よろしくお願い致します。


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コメント

こんにちは。
私のコメントが「テープLEDは室内灯に向いていないのか」の疑問を抱かせてしまった様です。
実際に使えて本人が満足してれば良い世界だと思います。
実はoomoriさんの検証結果に今度は私が疑問を持ち(笑)、アレコレ実験調査をしてようやく構図が見えてきました、それでコメントタイミングが遅れました。
とても言葉で説明し切れませんので、現在連載中の室内灯編で解説します。

それから一箇所だけ突っ込ませて下さい。

>なお、テープLEDが明るすぎると感じる場合には、別途抵抗を追加して、
>明るさを調整することも可能ですが、抵抗の追加により点灯開始の電圧が高くなるので

テープLEDに直列抵抗追加しても点灯開始電圧は変化しません、点灯開始から最大輝度までの傾きが緩やかになるだけです。


ではまた。

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