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鉄道模型実験室 No.166  室内灯のチラツキを低減したい -- 新室内灯ユニットの改良

 室内灯としてテープ式LEDの工作を実施しましたが、走行時のチラツキがひどいためその改良を実施していました。 いろいろ実験した結果をもとに工作したチラツキを抑えた新室内灯ユニットのテストと確認を先回報告し、このテーマを完了する予定でしたが、書き忘れた残された課題を検討するうちに、すぐさま、更なるアイディアが浮かんだので、早速試作品を工作しました。

 

■ 残されていた課題

 まず、先回の報告で書き忘れたの課題について、整理しておきます。

  1. 小型のコンデンサを使用したが、それでも座席部品の壁の部分と干渉する場合があります。 今回の工作では、干渉部分は切り取って対応しています。 それぞれの場合に応じて、配置などを工夫する必要があります。
  2. コンデンサの耐圧が 16Volt しかありません。 耐圧の余裕はどのくらい確保すれば良いのかの知識がありませんので、出来れば 20volt 上は確保したいですね。 コンデンサがショートしてパンクすると発火の危険性があると言うのは昔のことでしょうかね。 ここは、自己責任でお願い致します。
  3. ヘッドランプとテールライトをどうしようか迷っています。 折角チラツキ防止をした回路がすぐ傍に有るのですが、走行方向に関係なく点灯するようにしたので裏目に出ています。 チラついても良いのであれば回路は簡単なのです。 あるいはテールライトを諦めるとかの選択もあるのですが。
  4. 工作した室内灯は、テープLEDが 399/50=8 円、 ショットキーバリアダイオードブリッジが 30円、100μFのコンデンサが20円、抵抗や配線や部品の送料等少しは掛かっていますが、工賃抜きで 100円以下で作る事が出来ています。 これは作る楽しみに加えて、懐にも優しい工作でした。

 実は、ショットキーバリアによるダイオードブリッジを注文した時に、表面実装形のショットキーバリアダイオードブリッジも注文していたのです。 この小型のブリッジダイオードを使って、小型の室内灯ユニットが出来るはずと考えていたので、上記の(1)の問題の対応を兼ねて、試作品を作って見ました。

 

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■ 新室内灯ユニットの改良

 手持ちの部品の中から用意したものを示します。

  1. 表面実装用ショットキーバリアダイオードブリッジ 60V2A TS260S(5個入) 逆電圧:60V 平均順電流:2A 順電圧:0.7V(IF=2A) パッケージ:MICRO DIP 秋月 1パック ¥110(税込)
  2. 16ホールユニバーサル基板(2.54mm) 穴仕上げ:スルーホール ランドピッチ:2.54mm 板厚:1mm 外形:10mm×10mm  秋月 1枚 ¥15(税込)
  3. チップ積層セラミックコンデンサ 10μF 25V 2012
  4. チップ抵抗 510Ω

です。 コンデンサは10μFの物しかなかったので、この部品を使用し、さらに、抵抗も 750Ωがなかったので 510Ω を使いました。

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 16ホール基板の上に、下左の写真のように、備品を配置しました。 〜端子にはφ0.29mm のポリウレタン線をハンダ付けしています。 +端子にはチップ抵抗をはさんでφ0.4mmのスズメッキ線を接続し、−端子はスズメッキ線を接続しています。 そして、回りにはチップコンデンサをスペースいっぱいに貼り付けています。 このコンデンサの反対側の端子は、+端子から取り出したスズメッキ線を使ってぐるりと配線しています。

 出来上がったユニットの点灯テストを実施しました。 パワーユニットを使ってクリップで配線しています。

 無事点灯を確認出来ましたので、パワーユニットの方向スイッチを使って、両方でも点灯する事も確認出来ました。

 つぎに、絶縁処理を行います。 出力の−端子を引き出す方向は、下左の写真のように右方向に取り出したいのですが、このままでは折り曲げ部分で+側と接触してシュートしてしまいます。 そこで、幅 5mm のカプトンテープ を持ち出し、下右の写真のように この部分をしっかりと絶縁します。

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 そして、その上からさらにテープをグルグル巻きにしました。 これで、出力線の固定と、スルーホール裏側の絶縁も出来ました。

 取り出し線を適切な長さに切断してユニットの完成です。

 

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 次に、テープLEDとプラスとマイナスに注意しながら接続しました。 下の写真。 

そして、点灯確認を実施して、小型改良型のテープLED式室内灯が完成しました。

 

 今回の試作品では、10μFのコンデンサを5個並列で使用しました。 出来たら、容量の大きなコンデンサを使って数を減らしたいのですが、秋月さんでは、大きな容量のコンデンサはあるものの、耐圧値が小さすぎて使えません。 このため、22μF25V 仕様のコンデンサが使えそうです。 サイズは今回使用した 2012 のものがありますので5個並べれば良さそうです。 ひとつ上の 3216 サイズでは大きすぎるかも知れません。

 また、510Ωではやはり明るすぎるようですので、750Ωのチップ抵抗を使いたいが・・・・・・・・、秋月さんには無い!

 

■ まとめ

 チラツキ防止対策を施した新室内灯ユニットは、表面実装用ショットキーバリアダイオードブリッジを使えば小型化が可能です。 課題の(1)と(2)は解決できそうですが、DIP型とは対象とする車両に応じて対応して行こう考えています。

 

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 2020/7/9 作成