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DIYのページ

SupeFluxLEDを使用したサイドウインカーのLED化


【目的】
 ・LED化により視認性向上
 ・巻き込み事故や悪天候時の衝突事故の確率を減らす
 ・インプレッサ GDBのノーマルのサイドウインカーは小さくあまり目立たない
 ・LumiledsのSuperFluxLEDはカタログスペックが良いので使用してみたかった

【材料の購入】
 ・Lumileds SuperFluxLED アンバー(黄)色 型番:HPWT-ML00-E4000をしまりす堂さんで購入。
 ・SAA クリアレンズキット 型番:SAA3050710HNをスバルディーラーにて購入。

【LEDレイアウトの検討】

LEDとサイドウインカーの大きさの比較
LEDの明るさと照射角の検証
サイドウインカーに2つのLEDを入れてみて検証



LEDレイアウト案1:
 ○LEDレイアウト
    ■■■■
 ■■■■■■■■
 ■■■■■■■■
    ■■■■

 ○使用するLEDの総数:48個
  6×4=24
  正面:24個
 ○消費電力:6.048W×2(左右)
  14.4V×6組×70mA=1680
 ○LEDコスト(@160円):7680円
 ○明るさ@2.5(@4.3lm)@6.1:60(103.2)146.4lm
 ○特徴
  ・コスト/LEDの消費が抑えられる。(案2の67%)
  ・長さの問題で真ん中の2列は微妙に扇形に造る必要あり。
  ・正面のみだが、指向特性が70度なので問題は無い
  ・機能的に効率が良い


LEDレイアウト案2:
 ○LEDレイアウト
    ■■■■
   ■_■_■_■_■
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   ■_■_■_■_■
    ■■■■

 ○使用するLEDの総数:72個
  9×4=36
  正面  :25
  それ以外:11
 ○消費電力:9.072W×2(左右)
  14.4V×9組×70mA=9072
  36×70=2520
 ○LEDコスト(@160):11520円
 ○明るさ@2.5(@4.3lm)@6.1:90(154.8)219.6lm
 ○特徴:
  ・明るさはレイアウト的に究極、全体が発光する
  ・コスト高(案1の137%)
  ・コストパフォーマンスは悪い
  ・消費電力高
  ・シビアなレイアウト、配線や絶縁にも注意
  ・デモ的には良い


LEDレイアウト案3:
 ○LEDレイアウト
    ■■■■
 ■■ ○○ ■■
 ■■ ○○ ■■
    ■■■■

 ○使用するLEDの総数:SuperFlux16個+ラクシオン1個
  4×4=16
  正面:16個
 ○消費電力:9.072W×2(左右)
  14.4V×4組×70mA=4032
  14.4V×1個×350mA=5040
 ○LEDコスト(@160+@2205):9530円
 ○明るさ最低(平均)最高:lm
 ○明るさ@2.5(@4.3lm)@6.1:40(68.8)97.6lm
 ○明るさ@39.8(@45.75lm)@51.7:39.8(45.75lm)51.7lm
 ○特徴
  ・正面の明るさは究極、さらに全体が発光する
  ・コスト高(案1の137%)
  ・消費電力高
  ・コストパフォーマンスは悪い
  ・コリメータを仕込む為、ウインカー本体を空ける必要がある
  ・電流制御を2系統作る必要あり

1月3日現在、LEDレイアウト考案中

【試作】

1月4日現在、LEDを数種類試作を行いレイアウト考案中
LEDレイアウト(シンプル案):裏からレイアウトしてみると横に8個入らない...
LEDレイアウト案1:ウインカーを割れば出来るレイアウトだ。死ぬほど明るそうだがコストも凄い...
ノーマルウインカー:暗い、反応悪い、これで5Wも食うのは納得できない
4連を2つ使用:直列4連は明るいが、レイアウトのアバウトさが目立ちまくり(-_-;)
試作品を作った感想:
 ・SuperFluxLEDはやたら明るくLEDが3〜4個程度でノーマルと同じ程度かそれ以上の明るさがある。
 ・通常のLEDの明るさのまま指向性が70度になっているので明るい!当初の案だと明るすぎるしバルブより消費電力が高くなるw
 ・LUXEONは更に指向特性が110度とワイドだがヒートシングが必要なので少し使いにくいが、SuperFluxLEDはヒートシンクが不要なので使いやすい(^^)/
 ・LEDが表面に近いと発光点のつぶつぶがやたら気になる。基盤を使用しない場合は、表面近くに配置するのは無理がある。
 ・基盤を使用する場合は出来るだけ密集させて、表面から離す方が良さそうだ。
 ・LEDの指向特性が70度とワイドなのでリフレクターに反射させると綺麗で、さらに効率も良いようだ。
 ・直列にレイアウトさせると、半田付けが難しい。
 ・LEDを90度づつずらして配置すると、半田付けが簡単でコンパクトに作成できそうだ。コレで行こう!

1月5日現在
【LEDのレイアウト決定】
SuperFluxLED は通常のLEDともLUXEONとも特性が異なる為、試作→仮点灯を何度も繰り返してかなり悩みました。
他のHPの情報やしまりす堂さんの作成されている形状とは違う、オリジナルな形状で効率の良い形状を目指した結果、下の形状が現在のベストだと結論付けました。

このレイアウトは作りやすい。コンパクト、リフレクターと相性が良い、ショートの可能性が低い、断線の可能性が低い
これからのSuperFluxLEDを使用したバルブリプレースタイプのベースの形にするつもり
4つ組み合わせてウインカー用の形状を作成
コレを、サイドウインカーに組み込む事にします。
結局、考えたLEDレイアウト案は全滅でした(^^;)
ま〜自作の場合、計画が上手く行かない方が多いですね〜

1月6日現在
【本体へLEDの組み込み】
ウインカーのバルブソケットの内径は16mmで固定用の爪の逃げが19mmでした。
この内径なら4つ一組を2列(LED8個)を通せました。
前後2分割で通し、内部で1つに接着します。

【試点灯】
内部でアバウトに結合させているのに目立たないので良い感じ 綺麗にサイドまで光が届いています 裏側までw
電流値が50mAでも5Wのバルブよりは断然明るい 電流値が110mAだと見るのがイヤになるほど明るい サイドからでも目に残像が残るので見るのがイヤな感じ(^^)周りはかなり明るいのですが写真では真っ暗にw

車に組み込むには電流値を決定する必要がある。
抵抗でテキトーに作れば組み込める状態にはなったが、SuperFLEX LEDが明るすぎるので定格で光らせるのはかなり問題がありそうだ...
スペック上の明るさ比較では下記の様になります。
 ・LUXEONの黄色が約36ルーメン/個
 ・SuperFluxLEDが約4.3ルーメン/個
  今回、SuperFluxLEDを16個使用しましたので、68.8ルーメン相当になります。
  ラクシオン2個分の明るさに相当しますね(^^;)
2段階に光らせ、ポジション化しようかな...
ポジションの配線はフェンダー内を這わせればOKだが...(^^;)

【LEDへ電流値の試算】
・定電流ダイオード(CRD)の場合:(E-153の場合14.4vの時12.5mA程度流れるという経験を持っています)
  22個で約275mA(定格一杯)
  20個で約250mA(定格の89%、消費電力:3600mW(内訳:LED分:2600mW、CRD分:1000mW))
  11個で約137.5mA(定格の49%、配線切れ対策、消費電力:1980mW(内訳:LED分;1430mW、CRD分:550mW))
・抵抗の場合:
  14.3Ωで約280mA(定格一杯)
  22Ωで約182mA(定格の64%、消費電力:2620mW(内訳:LED分:1892mW、抵抗分:728mW))

CRDの場合、電圧が想定電圧(14.4V)より高くなっても電流値は変わらない。
ただ、コストが掛かることと、CRDを並列につける為半田付けが面倒。

セメント抵抗の場合、コストが安い、半田付けが少なく簡単、熱にも強い、電圧による電流値の変化が大きいのが欠点。
LEDの定格近くで光らせない場合はこっちの方が向いている

LEDを4個直列にしているので、エンジンオフ(12V)時はどちらにせよ暗くなる。
今回は、LEDの性能が良いのでセメント抵抗で妥協したくなっています(^^;)
また、ポジション化のテストをCRD1個で行いましたが、想像よりちょっと明るすぎる。
ウインカーのメリハリが薄れるので、この部分のポジション化は行わない事に決定。

【ノーマルとLEDの比較(テスト版)】
LEDへの電流値を変更することで明るさが変わります。SuperFluxLEDのDIYの参考になれば幸いです
右がノーマルの5Wウエッジ球で、左がSuperFluxLEDです。
1.電流値;11.9mA時(CRD1個)(LED出力:4%)
SuperFlexLED サイドウインカーにCRD1つで駆動。さすがにLEDに流す電流が11.9mA(消費電力:0,17W)ではノーマルの5Wに負けてしまうようです(^^;)LED側は光源が面になっていて綺麗です。この出力でも夜なら全く問題なさそうです。

2.電流値;23.3mA時(CRD2個)(LED出力:8%)
SuperFlexLED サイドウインカーにCRD2つで駆動。LEDに流す電流が23.3mA(消費電力:0,34W)で既にノーマルの5Wに匹敵しています(^^)LED側は光源が面になっていて綺麗です。この明るさなら、昼でも全く問題なさそうです。

3.電流値;49.9mA時(CRD5個)(LED出力:18%)
SuperFlexLED サイドウインカーにCRD5つで駆動。LEDに流す電流が49.9mA(消費電力:0,72W)ではノーマルの5Wの一番明るい所が全面になった状態になっており、相手になりません。(^^)LED側は光が強く1m離れた程度では目がチカチカします。この出力でも真夏の炎天下でも余裕で視認できそうです。

4.電流値;57.2mA時(CRD6個)(LED出力:20%)
SuperFlexLED サイドウインカーにCRD6つで駆動。さすがにLEDに流す電流が57.2mA(消費電力:0,82W)ではノーマルの5Wが暗く見えてきます。LED側は光源が面になっていて目に残像が残ってかなりイヤです(^^;)。この出力では見落とす方が難しそうです。

5.電流値;171.3mA時(LED出力:61%)
SuperFlexLED サイドウインカーに171.3mA(消費電力:2.5W)ではノーマルの5Wが非常に暗く見えてきます。21Wバルブぐらいの明るさが出ています。これが点滅されると横の車はイヤでしょうね(-_-;)明るさもまだまだ上げる事ができますし...

【定電流回路】
電流制御は15mA(E-153)のCRDを並列21個を片側のウインカーに使用することで行うことに決定!
理由は...
 ・しまりす堂さんに紹介するにはピカッとこないと...というのもありますがw、ウインカーは点滅させるし、常時点灯することは無いので、運転時の安全性を高める目的で定格近くで使用する事に決定しました。
 ・CRDを使用すると電圧変化に対しても設計値を超えることが無いので、LEDの定格近くを安心して使用できる。
  (コストパフォーマンスでは、抵抗を使えば圧倒的に安くできますw)
点灯テストでは14.1V時に0.24A(消費電力3.4W/灯)でした。
この結果から、CRDの消費電力は(熱)は0.9Wとなった為、、20℃/Wのヒートシンクを使用しました。
 (ヒートシンクはCRDのフレームとして使用したので放熱性能は良くないと思いますが、問題が発生することは無いでしょう)

【使用材料】
 ・クリアサイドウインカー 1セット
 ・SuperFlux LED 24個
 ・CRD(15mA定電流ダイオード) E-153 42個
 ・ホットボンド(簡易固定用)
 ・エポキシ接着剤(防水/固定/絶縁用)
 ・半田
 ・0.5mmテフロン線(白、黒)
 ・固まる放熱用シリコン

【使用工具】
 ・ホットボンド(簡易固定用)
 ・半田ごて
 ・0.5mmテフロン線(白、黒)
 ・ニッパー
 ・カッター

【装着した様子】

 ・昼間時  斜め後方からの被視認性:
超広角タイプのLEDを使用しつつ、リフレクターを活用する為LEDを立体的に配置した為、均一に配光できている。斜め後方からでも視認性は落ちません。ノーマルの5Wバルブだと昼間は、光っているのかどうかギリギリの明るさで視認性が悪いが、SuperFluxサイドウインカーは段違いの性能です(^^)/

 横方向からの被視認性:
光のムラがほとんどありません。また、ハッキリ見え暗く感じることもありません(^^)/

 ・夜間時

 ・ノーマルとの明るさの違い
暗い方がノーマルで、明るい方がSuperFluxLEDです。LEDはその特性上夜間はバルブに比べて視認性が高いのですが、SuperFluxサイドウインカーは昼間でも光量でもノーマルを上回っているので夜間だとノーマルがOFFの状態に見えるぐらい、性能の差は大きいようです(^^)/


【インプレ】
 ・明るさがノーマルの2倍以上は確実にあり、明るい!
  配光/昼間の被視認性もノーマルを大きく越えていますし、自分の評価的でも文句無しです。
 ・今の所、設計し直して新たに作っても明るさや配光性能は大して変わらないと思います。
  後ろの奥行きはギリギリでした。見えない部分の仕上げに関しては次回はもっと良く出来ると思います。
 ・LEDの欠点(昼間は見難い、ツブツブがハッキリ分かる、LEDの向きによって明るい所/暗い所のムラが出来る等)が無い為、ノーマルの様に見えます。
  色合いもバルブのイエローと同じなので車検も大丈夫でしょう。
 ・改めて、SuperFluxLEDの性能を見せ付けられました!

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