光ファイバー光源その3

2018.10.18 に加筆しています。
2018.10.29 に完成・加筆しています。

3種類目の改造だ。2台ある。今度のは

というオリンパスの光源だ。ファイバーは二股にわかれ2本ある。中身は

で、写真の左はでかいトランスの上に調光用の回路基板があって、右がハロゲンランプのハウジング、向こう側にファンがある。ハロゲンランプはフィリップス ハロゲンランプ 15V-150W 6423 で 2,160 円で1年に2回くらい切れちゃうからランニングコストは馬鹿にならない。

ファイバーの差込口は上から見ると

となっていて、フィルターが差し込めるような形になっている。LEDをこのファイバーに近接させるのが難しいかも。

今度は。LED基板の位置がどうなるかわからないので、元に戻すことができるように解体する必要があるかも。

バラバラに分解したあと、気がついたのだが、グラスファイバーの口径が「前回作ったFiber Optic Illuminator」のファイバーと同じだ。だから前回作ったLED光源に挿してみた。

ぴったりじゃん。光源の上には今分解したトランスを重しとしてのせてある。そうしないとファバーのほうがフレキのような金属管で重たいから、本体が浮いてしまう。

明るさを比較してみたら、左がハロゲンランプ、右が 5 W のLED、3倍位ちがう。10 W のLEDにしたら同等になるかな?。
ファイバーの先端を机から15 cm の位置にして机の上に照度計を起き、垂直に光があたるようにして計測した(後から考えたのだが、実は室内の天井の明かりがついていたかも、だから怪しい値だ。LED のときは天井のライトは消してある)。

ファイバーを挿入する金具は水道の金具でホームセンターで探して、これを使えばいいのがわかっている。

133円の調光器(dimmer)がシンガポールから来た。799円との違いはわからん。同じ金型で作ったみたい。

左が799円、右が133円

使っているICだって同じだ。

添付のマニュアルだ。放熱についての情報は全くない。

こんなに価格が違うのは、例えば検査工程を通っていないから何%かは不良品とかなんだろうか?中国製だから品質保証はないな。

昔は、日本製品が安かろう悪かろうだった。 Back to the Futuer でドクが車-デロリアン-の修理のとき、ICが日本製であることを知り、「日本製だから故障なんだ」と決めつけたらマーティが「今はそんなことはない、日本製だから信頼できる」なんていうセリフがあったね。

今は安かろう悪かろうは中国製品だな。日本と同じに品質は良くなって行くのだろうか?スマホなんかは中国製でも壊れないから良い品質のものはもちろん現在でもある。

2018.10.18

光ファイバーを取り付ける金具は、ホームセンターの水道の金具のあたりで、前回のような物をさがしたのだが、なかった。金具の名前を記録しておかなかったからネットで探すのも難しい。

光源の全面パネルの光フィバー取り付け金具は、6箇所にあるネジ付き穴の3つを使う。残り3つは内側からフィルターのガラス板を取り付ける金具を取り付けるのに使っている。

そこで、面倒だけど、60 mm角の真鍮棒から厚さ20 mm の板を切り出した。

そこで、切り出した20 mm の真鍮板の中央にφ15 mm の光ファイバーを差し込む穴を開け、3箇所にネジ止めの穴を開け、パネルに取り付けた。上にある黒いネジは光ファイバー固定用ネジだ。

LEDを取り付けたファン付き放熱フィンは

のような金具を作り、放熱フィンを取り付け、ケース内側から3箇所のネジでパネルに固定した。

中心のφ15 mmの穴から覗くと中心に黄色のLEDが見える。

133円の調光器(Dimmer)だが、LEDのVfを測定しつつ電流を増やしていき、10W をこえない電流量を決めているときに、この調光器を使ってみた。最大輝度になるようにポテンシオメータの位置を決めて電流量を次第に増やしていたら、調光器から煙があがった。

すぐさま中止して中を開けたら、基板が焦げている。規格は12V 8A なのに3 A 弱で火を吹いた。実はこれは799円のときも同じだ。というわけで、不可逆的に壊れていないのでそのまま使うこととし、発熱したICには放熱用のシリコングリースを塗ってアルミ板に固定し、このアルミ板をケースに固定することとした。

多分大丈夫でしょ。

ちなみに、この調光器の調節ポテンシオメータは1 kΩであった。オリンパスのハロゲンランプの光量調節ポテンシオメータは 8 kΩだからそのまま使えない。しかしオリンパスのポテンシオメータは電源スイッチ付きで、これを使わないとすると、電源スイッチを別途設けないと行けない。8 kΩでもかまわないのだが、光量を調節する範囲が、当然ながら回転角度の1/3くらいになっちゃう。残り2/3 の回転角は真っ暗である。そこで、電源スイッチも使うために、この8 kΩのポテンシオメータを使うこととし、ポテンシオメータの1, 3 ピンに1 kΩの抵抗を並列になるよう繋げた。これで調光できる範囲が広がったが、回転角と発光量の関係が直線的でない。もともとハロゲンランプのときだって、直線関係にあるのか、怪しいし、ほとんどの場合、最大輝度で使うのだからこれでいいことにする。

次に、スイッチング電源とLEDドライバーをケース内に固定する金具をつくらねばならぬ。金属板を折り曲げる機械がある。

こいつで、このような金具を作成することにした。

折り曲げる部分はこんな風になっている。

折り曲げる順番を予め決めないと、折り曲げた部分が引っかかって、新たに折り曲げることができなくなる。アルミ板を逆L字型の金具で上からおさえ、左に少しでているアルミ板を下から持ち上げるして曲げるわけだ。順番を間違えると悲惨なことになる。ま、なんとかできた。

これで、だいたいのパーツがそろった。あとは、配線様の中継端子と、部品をケースに固定するためのネジ穴開けだ。

もうひとつ、重大な問題があって、ハロゲンランプのときは重たい電源トランス(二次側が15 V 10 A なんだから重たくでかくなる)があったので、光ファイバー部分がフレキパイプのようなパイプでできていても、その重さでケースが傾いたりしない。しかし、今度はそんなでかいトランスなんかつかわないから、ケースの中身が軽く、ケースがすぐコケちゃう。

1 kg 鉛インゴットを重りにするために発注した。それが来ないと、ケースの中の部品の配置が決まらない。テスト動作では今の所全く問題く、順調だ。

鉛インゴット 2 kg が来た。半分に切って、2台に付けることにする。2018.10.
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Dimmer が発熱する。小さなアルミ板を、発熱するICにシリコングリースを介して接触させ、ケースの底に密着させたが、ファンの風が直接当たらない位置で、表面温度を測定したら80度にもなってしまった。

中央の縦の細長い基板をねじで止めているアルミ板だ。これではだめなので、これをさらにアルミ板に取り付けて、ファンの風が直接当たるようにしたら、温度は35度前後だ。

組み立てた。

写真の左上隅に、背面パネルに固定した鉛 1 kg インゴットが見える。中央下がレギュレータだ。中央上がDimmer zのコネクタ。

左端にあるのがスイッチング電源。中央がアルミ板にとりつけたDimmerの基板。

無負荷で8.0 Vに調節すると最大負荷があって 6.0 Vの出力になる。1台目が Vf (LED の電圧降下)が 3.27 V で 電流量は 2.75 A で 9 W にしておいた。2台目も無負荷で 8.0 V にして、電流量は2.85 A にした。このときの Vf は 3.35 V で 9.5 W だ。写真の中央上のアルミ板がDimmer を固定したアルミ板で、向こう側のファンの風が直接あたるようにした。右手前のアルミフィンがLEDを取り付けたファン付き放熱器だ。レギュレータは Dimmer の基盤の下にある。

明るさは

針が2本あるけど左側は影だ。ハロゲンは1000×10 Lx だったがLEDにしたら650 10 Lx だ、しかし印象はLEDのほうが明るい。色温度がちがうからか?

新製品 Cree XLamp XHP50 LED 20mmアルミ基板付き があってこっちはLED2ケが直列につながっているような形で19 W が最大で、そっくり置換して問題なく、より明るくなる。このときのLEDの電圧降下Vf は6.64V 電流値は 2.85 A で 18.9 W となる。
こっちにしてもハロゲンに及ばない。しかし、より明るく感じる。色温度のせいだろう。照度計の感ずる光の波長と人間の目とはちがうからかもしれない。これで出来上がりとする。

133円の Dimmer の結論。12 V 8A と表示しているが何の値かわからん。流す電流をパルスにし、パルスの幅を変化させて明るさ調節するわけだ。動作は6 Vでも動くが、3 A も電流を流すと焼けちゃう。放熱器が必要だが、プラスチックケースの中にはなにもない。放熱が十分なら 8 A 流せるのだろうか?

同じ機種のもう一台のLEDをCree XLamp XP-L  (10 W)クラスから Cree XLamp XHP50 LE(19 W)クラスに変更した。LEDをそのまま置換するだけでその他の調節等は必要ない。LEDを乗っけているアルミ基板も同じサイズの20 mm にしたので取り付けもネジを緩めて入れ替えるだけ。

左が XP-L 右が XHP50LE。LED の電圧降下 Vf は6.65 V、電流は 2.75 A、したがって 18.3 W で消費電力が倍近いが明るさは1.3 倍程度だ。

 

「光ファイバー光源その3」への4件のフィードバック

  1.  少なくとも納入する瞬間の中国製品の品質レベルはかなり高いですよ。交換部品なんかこれ以上ないほど模倣してきて、本物よりもピッタリフィットしてしまう、とマキタやダイキンの駐在員が言ってた。
     長期保証になるとガタっと落ちる。品質問題が出ると会社を解散してしまう。
     そこが昔の日本との違いでしょうな。

  2. 科学誌印刷業者さん

    安かろう悪かろうは当方の偏見です。統計なんか記録していないですからね。オリジナルではなくコピーであっても知らずに使っているできの良い製品が中国製なんてのはよくあることですからね。
    しかし、このdimmerが133円とは信じられない低価格でどうやって採算がとれるんだろというのが正直な感想です。

  3. 私の知っているある製品の中国製の価格が、日本で調達できるその製品の原料費より安いくらい、という話を聞いたことがあります。

    いろんな仕組みが謎です、ちうごく。

  4. 製造メーカー、型番が同じだが、特性の劣ったICを掴まされたことがありました。
    チップに安物を使った偽物でした。
    2種類の機器を入手された管理人さんの探究心に感嘆します。
    基板の厚み、材質、はんだの仕上がり、ワイヤ色による馬鹿除けなど値段差が表れている。
    どんな結果になるのか楽しみです。

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