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乾電池やバッテリー(充電池)を使ったLEDライトもいいのですが
明るいダイナモライトはできないものか実験してみました。
まあ実験といえるほどのことはしていませんが・・・ ~-~;;
自転車はあさひサイクルのシティ車でSANYO製ハブダイナモです。
ダイナモの出力は記載がありませが、たぶん6V 2.4Wでしょうか。
LEDライトのページと同じ自転車です。
両端の2個が実験のダイナモライト
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使用するLEDと集光レンズ
・LEDはCREEのXP-G 秋月電子で1個200円
・レンズはXP-G用の10度と15度
エルパラで1個100円
←既存のLEDライトに3cm角のアルミ板を
両面テープでちょいとつけただけ。
風を受けて走るので放熱はこれで十分
真夏でも全っく熱くなりません。 |
回路はいたって簡単。LEDを2個お互い逆方向につなぐだけです。
つなぐだけなので基本的に整流ダイオードなどのロスはありません。
ダイナモの出力がそのままLEDの出力となります(たぶん)。
回路的にはちょっと邪道かもしれませんが趣味の世界ならまあいいでしょう。
LEDをつなぐたけでも大丈夫という理由
LEDの逆耐圧電圧(Reverse voltage XP-G はMax5V)の問題
LEDがお互い逆に接続されているのでLEDのVf(Forward voltage)を超えることはない
ダイナモ出力は6Vだぜ・・・
ダイナモの定格出力6V 2.4Wというのは時速15kmで走行した時の値です。
速度が遅くてもそれなりに発電し速度が速いと発電しすぎないようになっています。
時速30kmで走ってもダイナモの出力は3Wちょいです。
ですからLEDに5Wクラスを使えば［ダイナモ出力 ＜ LED出力］となって
ダイナモの出力電圧はLEDのVf付近に落ち着きます。
実際にダイナモの出力電圧を測定してみるとLEDライトのNi-MH(ニッケル水素電池)に
充電している時は6V程度ありますがLED直結時は低速から高速まで3V位で
これはLEDのVf付近の電圧値と一致しています。
ダイナモの規格は【JIS C 9502】で規定がありますが「自転車探検」サイトに
詳しい解説があります。カンデラ・ルックス・ルーメンの変換もしてくれます・・
ただし注意しておくことは
LEDは5Wクラス(ダイナモの出力以上)のものでないと壊れます。
どちらか一方のLEDが壊れたり接触不良で片方のLEDに電流が流れなくなると
もう一方のLEDに逆耐圧電圧を超える電圧がかかり破壊されます。
まあ多少の不安はあるものの、実験を始めてから8000km以上走っていますが
これといった問題はありません。(2016年3月末現在)
気になる明るさは・・・
ダイナモライトとしてはかなり明るい(^O^)・・と 個人的には思っている。
13kmくらいまではハブダイナモ特有のチラツキがありますが低速から高速まで明るい。
今年は6連LEDライト[たぶんPanasonicのNKL792]の自転車とよくすれ違いましたが
それよりも明るいようにも感じましたが・・・・
求める明るさは人それぞれなのでなんともいえませんが・・・・
数値的には
秋月電子のCREEのXP-GはランクがR4 → 130(lm) @350mA
LEDの特性グラフからは2.4Wで260(lm)くらいでしょうか
自転車用LEDライトのページのニッケル水素電池を使ったLEDライトと比べてみます。
どちらもLEDライトと紛らわしいので以下のように区分します。
LEDライト → ニッケル水素電池を使ったLEDライト
ダイナモライト → このページで紹介するLEDライト
・LEDライトの2灯点灯よりダイナモライトの方が明るい。
・同じ10度と15度のレンズを使っているが照射範囲はLEDライトの方が広い。
ダイナモライトの照射範囲で特に不便は感じないけど暗くて細い曲がり角では
LEDライトの照射範囲に分がある。
・このダイナモライトで夜間2500km以上走りましたがLEDライトを使用するケースは
ほとんどないくらいでした。
ちなみにLEDライトの4灯とダイナモライトを全部つけるとワハハな明るさになる。
でもこれは対向車がいない時だけですけどね・・・
街路灯のある道ではダイナモライト、
街路灯のない暗い道ではLEDライトがいいようなそんな感じです。 ← 2016年7月10日追記
実験をはじめてからの走行距離が24,000kmを超えました。
平均時速を17kmとしても1,400時間以上の点灯時間ですが問題はありません。
ただ少し光量が落ちているのかなぁ？？と思うこともしばしば・・・
最初に光量を測定していれば比較ができるのですけど ← 2019年10月30日追加
さらに明るいダイナモライトにするには
①CREEのXP-Gを使うなら最高ランクのR5を使う
139(lm) 350mA(Min) エルパラさんで680円
②CREEのXM-L2を使う
341(lm) @25℃ 700mA(Min) エルパラ、LED Ecologyさんで750円 U2最高ランク
レンズはLED Ecologyさんのほうが種類がある(10・15・20・25・30・38・45・60度)
③CREEのXP-Lを使う
200(lm) @350mA エルパラさんで790円 V5最高ランク
ただし専用のレンズはまだない。LEDのダイは3.5mmとXP-Gと同じだけど
高さがあるのでXP-Gのレンズは使えない。
XM-L、XM-L2用のレンズをうまく使う。 XM-L、XM-L2のLEDダイは5m
④Vf特性のあったLEDを2個づつ使う
劇的には明るくならないけど2個よりは明るい。
おすすめは②か④
②はレンズとLEDが両方そろってLEDも最高ランクが手にはいる。
レンズも10度から5度刻みでそろうのでいろいろ試せる。
④は秋月電子のランクR4でも2個ペアにするとR5クラスになれるかも
それに2個ペアなので1個LEDが壊れても逆耐圧電圧でのLED破壊が防げる。
送料を考えなければLED=800円 レンズ=400円 とりあえず試してみるのによい。
参考までに各LEDに50mA,100mA,350mAの電流を流した時の明るさの比較です。
LEDから照度計までの距離は1m 照度計：秋月電子LX-1010B 単位：ルクス
XP-Lの方が新しいLEDですがIF=350mA付近はXM-L2がやや明るい。
どんなに頑張ってもダイナモの出力以上の明るさは望めない。
ダイナモの出力でLEDを点灯させるので当然といえば当然ですが
どんどん明るいLEDが出てくるのでLEDとレンズをうまく組み合わせて
自分好みのライトがつくれるのではないでしょうか・・・
でも対向してくる相手に眩しい思いをさせないように注意も必要です。
日亜のPowerLEDの多くはLED保護のためにLEDと逆方向に保護素子が入っているようです。
この保護素子はLEDの順方向電圧より低いものが多くPowerLEDどうしの逆接続では交流点灯は
できません。 ← 2019年10月30日追加
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