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。

模型照明の電気講座③LED使用法 応用編

前回LEDの基本特性と明るさの決め方、そして筆者失敗事例からディレーティングの必要性について解説しました。 今回は応用編として知ってると便利な用法を紹介します。


3.LED照明の応用技法
3-1. LEDは省電力じゃない?
家庭用照明は白熱球から蛍光灯で電力半分、蛍光灯からLEDで更に半分、しかも寿命40,000Hです。 省電力照明代名詞のLEDですが、模型照明LEDは使い方によっては少しも省電力ではありません、寿命もディレーティングしてわずか1,000Hです。

用法AとBは12V/3mAで同じ電力ですが、用法Aは抵抗熱損失75%の電力無駄遣いです、一方用法Bは抵抗熱損失25%で3倍明るくなります。 誰でも使える抵抗内蔵LED市販品は用法Aです、電気が苦手でも半田付けができれば用法Bをお薦めします。

【テープLED】
用法Bの12V仕様3個1組テープLEDが多数製品化されており、ストラクチャ照明に向いてます。 しかし電源電圧を下げるか、330Ω~820Ω直列抵抗を入れないと明る過ぎて現実感が損なわれます。 明るさ半分=電流半分で消費電力1/4、寿命も伸びます。

【役場前通り】
露太本線街灯は生野駅前と大通りの2本直列を除き全て3本直列x11組です、役場前通り3本は間隔が広いのでポツンポツンのイメージです。 補修は困難になりますが省電力と10mmコンパネ基台に空ける穴の数、及び配線を少しでも減らす事を優先しました。

前回掲載したLED電流決定直列部品表に2本/3本直列を加えました、CRDは同じです。 筆者の100本単位常備抵抗は100kΩ/33kΩ/10kΩ/5.6kΩ/3kΩ/820Ωの6種だけで、これだけでほぼ全ての照明設計をカバーできます、CRDもこの5種あれば何とかなります。


★ご注意

究極の省電力はLED4本直列ですが、動作不安定なのでお止めください。 抵抗なしまたは10Ω程度の低抵抗で点灯しますが、温度上昇⇒電圧ロス低下⇒電流増加⇒更に温度上昇の熱暴走リスクが非常に高いからです。 4本直列には13.5V以上の電圧が必要です。 抵抗には電流を決めるだけでなく、動作を安定させる役割があります。


3-2. 直列接続のメリット
直列接続は省電力の他にもメリットがあります。

上図の様に9mA1灯と3mA3灯の明るさは同じですが、長手方向が100mmを越える中大型ストラクチャ照明を行う場合、明るさ均一性が大きく異なります。


テープLEDも同じ効果がありお薦めです。 しかしLED配置固定で設計自由度がないので筆者は採用していません、と言うよりアレコレ工夫して作るのが楽しいのです。

【設置前モジュール状態のスーパー】・・・設置後撮影ポイントなし
露太本線最大サイズストラクチャのスーパー万国屋です、3528LED3灯直列6mA仕様で、前2ヶ所奥1ヶ所の千鳥配置で合格点の照明ができました。


3-3. 直列接続の明るさ調整
LED直列接続は全て同じ明るさで街灯や大型ストラクチャの複数灯照明には最適ですが、同一ストラクチャ内で異なる明るさが必要な場合には使いにくい欠点があります。

解決策としてバイパス抵抗を使い特定LEDの明るさを落す事ができます、県道沿い民家Bはこの方法で2mA⇒1mAにしました。 この方法の限界は調整比1/10までです。

更に大きな調整比が必要な場合、例えばストラクチャ内照明と門灯をまとめて給電線1本にするには、こんな方法も可能です。

具体的事例についてはこちらをご参照ください。 設計データ管理がいい加減で昔の記事を良く確認しないと間違った情報を記載してしまいます。 生野駅機関区信号梃子小屋と物置入口照明は0.3mAでなく0.5mAでした。(2/2訂正)


3-4. 抵抗内蔵市販品リスクと明るさ調整法
直列接抵抗内蔵市販品の仕様を調査するとほとんどが推奨条件電流に設定されています、照明用は明るくの選択と思いますが、ディレーティング信頼性に疑問があります。

【抵抗内蔵1006チップLED市販品】
一例を挙げます、世界最小サイズのLED、従来不可能だった場所の照明が可能になる魅力的な製品です。 非常に高価ですが、筆者も必要になればこれを使うしかありません。

【販売元仕様】
ところが仕様書を見て???となりました。 部品メーカーローム仕様書の絶対最大定格20mA、白色LED電圧ロス約3V、1608と発熱量同じで電流2/3です。 ディレーティング特性は30mmx10mmガラス基板取付放熱条件で規定され、単体データはありません。 製品仕様5mA/12Vは1608推奨条件と同じです、寿命は大丈夫???

【販売元使い方抜粋】
放熱は使い方で軽く触れてるだけです、この使用条件では放熱せずに部品寿命確保が非常に困難と、推奨条件60%以内使用を実践する筆者は考えています。 なお、筆者には販売元批判の意図はなく、技術的見解を申し述べている事をお断りしておきます。

筆者がこの製品を採用する際は直列抵抗追加するか、図の様に2個または3個直列で使います、高額部品の球切れで泣くのは真っ平御免だからです。 2個直列で明るさ1/3、3個直列で明るさ1/9、それぞれ1ランク下の1/3になると覚えておくと便利です。 この用法は5mA仕様1608、20mA仕様砲弾型の他社抵抗内蔵製品にも適用可能です。


★御神渡り5年振り出現

2/2に最大高50cmで出現、5日拝観式の報道でした。 昔は夜中にドーンと音がして1.5mなんて話も聞きます。 でも5年振り出現と言う事は今年がそれだけ寒いのでしょう。


ではまた。