夜景を重視する露太本線の照明設計を紹介しながら、感じた事などを書いてみます。

１．適材適所
試行錯誤の末、標準光源として3228サイズ電球色チップLEDを採用しています。
①扱い易いサイズ、半田付けが容易で熱劣化マージンが大きい
②広い照射角120度
③まとめ買いで￥25/個の手頃な価格
が選択理由で、約70%に使用しています。　サイズ・用途が適合しない30%は、「超小型チップLED数種類」「砲弾型LED」「ムギ球」を使い分けています。　ムギ球は広い照射角が必須条件の場所限定です。

２．明るさより信頼性優先
屋根裏狭小空間に立地するので、照明不良事故補修に大変な困難が伴います。　そこで高信頼性、つまり寿命優先設計をしています。　市販LED照明モジュールは、12V電源で部品推奨動作条件（例：順電流20mA）となるよう設計されています。　寿命そこそこ（常温）で充分明るい条件です。　ここに落とし穴があります、何度かの失敗を経た結論です。　推奨動作条件は寿命最大ではない事、狭い空間に設置すると発熱により寿命低下する事、基板実装前提のチップ部品をリード線半田付け使用すると、残留応力により接点不良またはクラックが入り易い事、及びその複合要因です。　LEDは、通常のストラクチャ照明には充分な明るさを持っています。　露太本線では推奨動作条件の5%~50%の順電流で使用しています。　電流1/2は電力1/4、電流1/3は電力1/9ですが、データシートによれば、明るさはそれぞれ1/2強、1/3強です。　1mA（5%）で使用しても「昭和の街灯」なら充分です。　電流を絞ることにより、発熱が減り寿命が大きく延びます。　また、ムギ球は短寿命が定評ですが、明るさを少し犠牲にして、球切れ要因の突入電流制限抵抗（33Ω）を直列に入れることで、点灯不良事故ゼロを継続しています。

３．熱を光に変える

図上が一般的使用法です。　LED順電圧は3V一定と考えて良いので、この場合は順電流9mA（9V/1KΩ）でLEDが点灯します。　消費電力の1/4が光に変換され、3/4は熱として空気中に放散されます。　図下が露太本線の使用法です。　LED3本直列で順電流が同じになる抵抗値を選びます。　同じ消費電力で明るさ3倍、発熱量1/3、配線も減り地球に優しい使用法です。　街灯は3本セット、中山平の製材所3灯もこの方式で給電1系統です。　ストラクチャ照明は1灯を前提とせず、2-3灯の分散配置を活用してリアリティ向上を図っています。　上級編として直列3灯の明るさ個別設定も可能ですが、電気工作講座になってしまうので、ここでは触れません。　この使用法の唯一の欠点は、故障時3箇所共倒れになる事ですが、1箇所切れても補修が必要なのは同じと考えています。

４．色は大切な調味料
電球色はストラクチャ照明に適しますが、「昭和の温もりがある灯り」の再現ではムギ球に適いません。　と言って相対寿命が短く消費電力が大きい（3倍前後、LED3本直列使用比較で約10倍！）ムギ球を多用することはできません。　そこで、LED電極表面に薄めたオレンジ色水性塗料を塗ってチューニングしています。　フィルタ類も試しましたが、電極表面塗装が一番効果的でした。　また、灯りの色を統一せず多少ばらつきがあった方が、街らしさを演出できると感じています。

改修前の機関庫、白色LED＋フィルタｘ2灯の初期仕様照明です。

標準光源＋色チューニングに換装した改修後です、格段に雰囲気が良くなりました。（後刻、下の詰所も明るさ半分、かつ赤っぽく改修しました）　私見ですが、実際の色より赤味を増やした方が、より昭和の灯り感が出るようです。
［2020.01.02追記］標準光源化による改修と記載しましたが、初期仕様砲弾型白色LEDを直列抵抗ディレーティング、発光面色差し、角度変更改修でした、訂正します。

５．照明過多に注意
ストラクチャに照明を組み込むと、つい点灯状態を強調したくなるのが人情です。（上の詰所が好例）　しかし、40年前の街灯りは現在ほど煌々としていませんでした。　また夜間、建物すべての開口部が明るいのも現実的ではありません。　明るさをセーブして、ポツポツ灯る懐かしい夜景再現を目標にしています。

６．遮光法あれこれ
壁が透けたり、足元から光漏れするとリアリティを大きく損ないますので、すべての照明組込みストラクチャに遮光対策をしています。　遮光材は、黒色絶縁テープを主体に、アルミ箔テープ、ボール紙（キット包装箱）を使い分けています。　塗装は失敗リスクがあるので使っていません。　アルミ箔テープは加工性が良く、反射板機能があるので重宝していますが、外部から見える部分はギラッと光ってしまうので注意しています。

７．照明系の配線

脱着可能なギボシ端子で給電しています。　基台下へ潜り込んで仰向け半田付けする危険回避と、故障時の補修性確保が目的です。　走行系・12V系・照明系・AC電源が集中する生野駅基台下部はご覧のようになっています。　ねじ込みフックとクランパーで束ね、粘着テープで留めて作業中の引っかけ防止をしています。

８．番外編：KATOキハ181系は部分最適設計？

キハ181系7連にLED室内灯クリアを組み込んだところ、普通車は真っ青、グリーン車は真っ赤、食堂車は白になりました。　シートクロス色を表現する成形材料を選択した結果のようです。　おそらく、「プラ部品」「機構」「電気」「オプション品」のような分担で製品設計し、フル装備編成の完成形を確認していないと思われます。　夜間走行は「走るフランス国旗」状態です。　キロ28も真っ赤でしたのでキハ181系固有の問題ではなさそうです。　シート部品を白く塗り、LEDに色差しチューニングで赤味を加えて公開動画に出演しています。　結局、照明系電気工作講座になってしまいました。　少しでも参考になれば幸いです。

ではまた。