Nゲージレイアウト国鉄露太本線建設記

運転よりシナリー重視コンセプトで、昭和40年代後半の風景再現を目指しレイアウトを製作中です。映像・画像を交えながら、製作記に加え、随想や旅行記も発信します。2016年9月より延伸線建設に着手しました。

テープLED室内灯①露太本線仕様

Hyper-G製作と性能評価が一段落したら機関庫製作続きに戻る予定でしたが、始めて入手したテープLEDをどう使いこなすか気になり、またまた電気ネタです。 それに興が乗った時に一気にやった方が効率良く進みます。


1.触ってみて解った事
その1:ストラクチャ照明と車両室内灯は基準が違う
LED室内灯常点灯性能評価で筆者が直列抵抗を1kΩに変更したのを見て「気違い沙汰」と感じたテープLED採用者も多かったのではないでしょうか? 逆に筆者は今まで、テープLED市販品をそのまま室内灯に使うなんて「気違い沙汰」と思ってました(爆)

【『信号扱所の製作⑪』より転載】
例えば信号扱所照明は0.3mAx3灯です。 建屋容積は車両より大きく低速走行3Vでこの輝度あれば十分と考えました。 ブリッジダイオード損失算入テープLED直列抵抗理論値は5kΩ、20mA/12V仕様市販テープLEDの150Ωは1/33、「気違い沙汰」に思えます。

【Hyper-G1.5V常点灯】・・・2両目がテープLED試作車
実験は暗いより明る目、Hyper-Gの矩形波出力ならOKと理論値1/5の1kΩを選択、結果はマスキングテープ剥がしてようやく実験可能な低輝度しか得られず???でした。

【Hyper-G6.0V点灯】・・・T車のみ編成
「そんなハズない」と実験終了後T車編成6Vで追加確認してもテープLED試作車は暗く、この差を埋めるにはワンランク約3倍の輝度向上が必要、直列抵抗1kΩ⇒330Ωです。


何故だろう?、細長い車両の照明効率もありそうですが、ストラクチャ照明より相当明るいのが「それらしく見える車両照明の常識」が結論だと思われます。 6V条件で330Ωに置き替えると2.3mAx6灯、手前の街灯0.3mA、奥0.1mA、信じ難いですが現実です。

従って皆さんの用法は「気違い沙汰」でなく、筆者が間違ってました。 皆さんとの2-3倍差は「昭和の照明は暗かった」という考え方に基づく物で、好みの問題です。


その2:ブリッジダイオード損失差は予想以上に大きい
もう一度Hyper-G6.0V点灯写真をご覧くださ。 テープLED試作車を除く3両は純正LED室内灯+1灯増設、最後尾キハユニ26が少し明るいですが不自然ではなく、輝度バランスはそれなりに取れてます。 輝度差は多分2倍前後だと思います。

ところが0.3V常点灯ではキハユニ26の明るさが際立ち、多分3-5倍です。

更に0.1V常点灯ではキハユニ26がキハ52を圧倒し輝度差10倍以上になってます。 ここにテープLED室内灯設計のヒントが隠されてます。

LEDを前後進点灯させる為にブリッジダイオードを使います、純正LED室内灯に使ってるのはこのタイプ損失1.5Vです。 LED損失が2.5-3.0Vなので12V電源で7.5-8.0Vを輝度制御に使えます。 一方、3本直列テープLEDは1,5-3.0Vしか輝度制御に使えません。
[註]前後進共にブリッジダイオード4本中2本を通過して整流します。

キハユニ26増設LEDにコレを使いました、損失0.3V/10mA、2本で0.6V、純正より大幅に低く輝度に寄与する有効電圧が広がります、その差が大きな輝度差になり驚きました。 テープLEDに使えば輝度向上と制御電圧範囲拡大の大きな効果を期待できます。


その3:テープLED採用者が増えるのは当然の結果
KATO/TOMIX共にN車両デキの良さは驚かされるばかりで、昔の16番を超えています。

しかし室内灯のデキは褒められません。 KATOは導光板調整でこの例の「可レベル」を「良レベル」に改善余地がありますが、TOMIXは「不可レベル」、両端真っ暗、中央点光源、横から見るとLED発光面が見えてしまい実感を損なってます。

この性能では不満、しかも純正LED室内灯は高価、その解決策としてテープLED室内灯を発案した方は天才ですね。 純正LED室内灯の低性能がテープLED室内灯普及を進めたとも言えます。 メリットばかり強調されてますが、デメリットと合わせ整理します。


★メリット
①均質な室内照明が可能でかつ明るい・・・最大メリットです。
②比較的安価で公開情報も多く、特別な知識や技術不要・・・誰でも作れる。
★デメリット
①PWM方式電源でないと使えない・・・これまでの筆者が該当。
②常点灯性能が純正品より悪い・・・Hyper-Gならその欠点を補えます。


2.試作車改造
ここまでの実験と考察を元に、テープLED室内灯試作車を改造し露太本線仕様性能検討を行います。 1kΩ⇒330Ωとシリコン⇒ショットキーの抵抗/ダイオード変更です。

①330ΩはHyper-G設計用の1/2Wしか持ってないので、デカイのを強引に付けました。
②色味調整マスキングテープを貼ります。
③常点灯調整ボリュームを少し回しただけ、0.3-0.5Vで明るく点灯します。
④ダイオードをショットキーに変更し、リードをS字状に加工しました。 前回のリード先端カプラーバネ半田付けは位置合わせと組立が難しいので別方式にしました。

車両天井にテープLEDを両面テープで貼り付け、使う当てのない純正LED室内灯ユニット給電バネを切ってセットします。 腰のないバネでショートの可能性があるので、バネ間にフォーリッジクラスター片を挟んで組み立て、一発で点灯しました。


3.性能確認実験
果して電流3倍で明るさは良いのか?、ブリッジダイオードショットキー化効果は?について、室内灯輝度が揃ったKATOキハ52 3連に組込んで性能確認しました。

まず1.5Vでは双方電源で試作車の明るさと色味バランスはOKレベルで、Hyper-G常点灯輝度がワンランク上でした。 1.0VではHyper-Gは実用域輝度ですが、N-1001-CLは実用域下限、でもショットキー化効果で輝度バランスは崩れてません。

0.5VでもテープLED試験車輝度バランスは崩れず混成可能な性能です。 消灯に見えたN-1001-CL0.5V/0.3Vも点灯確認可能で、ブリッジダイオードショットキー化効果とHyper-G常点灯性能優位性を改めて確認する結果になりました。

走行時を想定し先頭M車を外した3連6Vを確認しました、矢印がないとテープLED試験車と純正LED室内灯+1灯増設の区別が付きません。 これで0.3V~6Vまで輝度特性が純正室内灯と同等、キハユニ26に搭載して混成可能な露太本線仕様が決定しました。


それにしてもTOMIXヘッドライトは暗いですね、KATOの1/10未満です。 前照灯でなく標識灯にしか見えません、全消灯でないだけマシかも(爆)


ではまた。