ＬＥＤ常夜灯の製作

自分のトレーラー車内で使用するために、『高輝度ＬＥＤを使った常夜灯』を製作しました。
一晩中点けっぱなしにしていても、バッテリーの消耗をまったく気にしなくて良いほど超低消費電力の、豆電球みたいなものです。
ちょっとした思いつきから製作してみたのですが、効果抜群。真っ暗闇で眠るのが嫌いな方や、小さなお子さん連れのキャンパーにお薦めです。トレーラーに限らず、テントスタイルでも応用できます。　もちろん自走式のキャンピングカーでも。

まずは、現物の写真をご覧下さい。

LEDとは

さて、この常夜灯のミソはＬＥＤを使っている事。
ＬＥＤとは発光ダイオードのこと、豆電球みたいなやつです。 電球と違って、 電気エネルギーを直接光に変えるので ほとんど発熱せず、消費電力が小さくて 済みます。 また消耗する部分が無いため極めて長寿命です。 欠点は、あまり明るくないこと、限られた波長の色でしか発光しないこと、です。 この欠点のため、本来ＬＥＤの使用目的はパイロットランプのように 微弱な光 でも良いものに限られ、照明などには使えません。 しかし、ここ数年「高輝度ＬＥＤ」と呼ばれる、従来よりはずっと明るいものが 安く手に入るようになってきました。 桁違いに明るいのに電流値は従来型と同じ なのです。

ただし、明るいと言っても、たかだか小さなロウソク１本分あるかないか、という 程度の明るさです。 家庭の照明器具に使えるわけはありませんが、トレーラー内 の常夜灯としてなら、低消費電力の特徴が生かせていいのではないかと思い立った わけです。

なぜ低消費電力が必要か

ひょっとすると、「キャンピングカーは 電化製品の固まりで、キャンプ場では 電源使用が当たり前、それが出来なきゃ うるさい発電機をガンガン回すんだろ？」 なんて思っている方がいらっしゃるかもしれませんが、さにあらず。
少なくとも 私の場合、キャンプでの節電は節水と並んで重要な課題です。 そのため、一晩中点けっぱなしの常夜灯なんて 電気がもったいなくて 考えたことも無かったのですが、 ＬＥＤの消費電流程度なら バッテリの自己放電と大差無いので問題無い、というわけです。

実際の「お工作」

私のトレーラー内には何ケ所かに照明が付いており、それらのほとんどは 乗用車のウィンカーに使われているのと同じ １２Ｖ２１Ｗと いう電球を使っています。 常夜灯のために新たに配線をするのが面倒だったこともあり、 この 元々の照明の電球を利用することにしました。

つまり、「電球」そのものを改造したのです。 この電球は 自動車用としては よくある、「ソケットに押し込んで回して ポッチをひっかける」というタイプ なのですが、このソケットに入る金属部分を利用するために、金槌で電球のガラス 部分を割って、不要なフィラメント部分やその台座になっているガラスをきれい に除去しました。 結局残るのは 目的の金属部分と、そこから出てくる２本の 細い電極だけで 中は空洞です。

使用したＬＥＤは標準的な 直径５ミリのもので、これを４本使用しました。 トレーラーの照明器具上での電球取り付け向きの都合で、電球がソケットに刺さる 方向と直角にＬＥＤが向くようにしました。 その向きを保持するために、 ＩＣソケットにＬＥＤを４本さして 電流制限用の抵抗などと共に半田付けし、 これを電球の金属部分に入れ、電極を半田付けした上で、空洞にエポキシ接着剤 を流し込み 固定しました。 さらに絶縁のため、飛び出したＩＣソケットの回りも エポキシ接着剤で覆って完成。

再び現物の写真

抵抗値の決め方

ＬＥＤには電流制限用の抵抗を直列に付けなければならないのですが、４本の ＬＥＤに個別の抵抗を付けて並列に並べると それぞれの抵抗での消費電力が増え、 また合計での電流も増えてしまうので、４本のＬＥＤは直列にして、抵抗も ひとつ にまとめて使用しました。このへんの細かい話は省略しますが、「オームの法則」の世界なので、詳しくはお近くにいる、電気系に詳しそうな人に聞いて下さい。(^^;
要はＬＥＤの電圧降下(2V弱)を考慮して、２０〜３０ｍＡの電流が流れるように抵抗値を決めてやるわけです。
(抵抗値の決め方について、もう少し細かい補足説明はこちら。)

LEDの選び方

書き忘れましたが、私が使用したのは発光色が黄色の高輝度ＬＥＤです。一本９０円で 買いましたが、秋葉原や日本橋ならもっと安く手に入ると思います。 実は 一本１０００円もする「『超』高輝度ＬＥＤ」というものも入手して、こっち を使おうと思っていたのですが、こちらは発光色が赤色なのです。 眩しくて直視 出来ないほど明るいのですが、家の中で部屋を真っ暗にして点灯試験をやったところ、おかーちゃんから、「こんな真っ赤な常夜灯 イヤだ!!」と言われてしまいました。 理由は「ネオン街みたいでエッチくさいから」だそうです。なんのこっちゃ。(^^;;

実際の使用感

さて、エッチくさくない黄色の常夜灯ですが、当初、試作のつもりで作ったものを、結局、今日現在(97/2/14)までかれこれ２年半以上使い続けています。この間の使用回数（トレーラー泊数）は、優に１００泊を越えています。

実は、最初に車内で使ってみるまでは、トレーラー内中央の電球の替わりに取り付けて、車内全体をぼんやり 照らす予定だったのですが、実際には 子供とおかーちゃんが寝ている すぐ枕元の 電球の位置に取り付けて、ちょうど家庭の照明の豆電球（ナツメ球）くらいの効果 でした。試作した当時は、もう少し 電流値を増やして明るくしたバージョンも作成しよう、と思っていましたが、実際にはそのままの明るさで特に不便を感じないまま、当初のものをそのまま使い続けています。

いずれにせよ、トレーラー内に４ケ所ある照明のうち、どこの電球ソケットにも 簡単に移動できるような仕掛けにしたのは大正解でした。 もし、テント用の常夜灯などを作る場合にも、市販の懐中電灯用の豆電球などを 改造してしまうのが、便利だと思います。

実測消費電力

実測電流値は 約１８ｍＡでした。ワット数に換算すると、たったの0.2W、つまり改造前の電球の1/100の消費電力になります。
単純計算で、 100Ahのバッテリならば 5500時間も もつことになり、一日１２時間点灯なら 460泊分だぁ!! ・・・自己放電もあるし、もちろん その間に何回となく充電しま すから無意味な計算ですが。(^^;;

製作費用・時間

ＬＥＤ４本と電球本体以外の抵抗などは手持ちのパーツを使いましたが、全部買っ ても合計１０００円にはならないと思います。 製作時間は 不器用な私で１時間 くらいだったと思います。

その後の話

実はその後、もっと多くのＬＥＤを面状に並べて明るくしたもの（ただし当然の事ながらその分消費電力は大きい）がキットとして秋葉原で売られているのを発見し、購入、製作してみました。　たしかに、明るくて、小さなドームテント内などでなら、照明としての目的に使えるかも知れませんが、案の定、発光色が「赤」なのです。
せっかく面状に並べるのですから、黄色や他の色のＬＥＤを混ぜて、なるべく自然な感じの照明になるような研究・実験をしてみよう・・・と思いつつ、ほとんど放ったらかしになっています。(^^;
また、進展があれば、この場で紹介したいと思います。

最後に

このページに書いた内容は、以前に私自身が、NIFTY-Serve FCAMP(キャンピングフォーラム)の会議室に書き込んだ内容を、今回ホームページのために一部加筆修正したものです。

00054/00054 GBF01024  ひらが           夏休みの工作２ ＬＥＤ常夜灯
( 5)   94/09/06 12:44

ご意見ご感想を、ぜひお寄せ下さい。

補足（抵抗値の決め方）

00098/00641 GBF01024  ひらが           RE:夏休みの工作２ ＬＥＤ常夜灯
( 5)   94/09/08 19:21  00090へのコメント  コメント数：1

ミウラさん、こんにちは。

》ひらが特殊工作員様、「たのもー！」

「どうらー！」・・・と答えたところまでは良いけれど、こういう純粋に電気工学
的な話をここに書くのは 結構緊張しますね。 だって、パソコン通信の世界って
ここらへんの話のプロが多いんですもん。 ROMしてるホントのエレキ系エンジニア
の皆さんの「わかってないなぁ」という田中律子的なつぶやきが聞こえてきそうで
書くのが恐いわー。 私は本職はソフト屋さん、あくまで小学生の「お工作」のレベ
ルの話しかできない、アマチュアですんで、お手柔らかにお願いします。 ＞ＡＬＬ
と、防衛線を張っておいて・・・

えっと、理由はおいといて、とにかくＬＥＤというものには必ず２Ｖの電圧がかか
るものなのだ、と考えてください。 これが前提です。すべてはここから始まります。
今、電源電圧を１２Ｖとして、ＬＥＤには２５ｍＡの電流を流したい、とします。
この電流値を決定するために ＬＥＤと直列に抵抗を入れてあげます。
回路図もどきを書くと、以下のようになります。

    A              B             C
    o----(抵抗)----o----(LED)----o


抵抗の値 Ｒ は、その抵抗にかかる電圧 Ｅr と、流れる（流したい）電流 Ｉ が
分かれば求められます。 電流 Ｉ は、ＬＥＤを流れる電流と同じですから、
２５ｍＡです。 電圧 Ｅr は、上図のAB間の電圧の事であり、AC間には電源電圧の
１２Ｖがかかります。 で、前提により、BC間の電圧は２Ｖなので、差し引き
AB間の電圧は １０Ｖになります。 つまり、Ｅr ＝１０Ｖ です。
オームの法則 R=E/I により、

    Ｒ ＝ Ｅr／Ｉ ＝ １０／０.０２５ ＝ ４００ 

となり、４００Ωの抵抗を付ければ ＬＥＤを１本点灯できる事になります。
と、ここまでが基本的な考え方です。

途中の話を バサッと切りますが、 ミウラさんが もし ２本のＬＥＤを組み込みた
いのであれば、２本のＬＥＤと抵抗を全て直列にしてあげます。

    A              B                      C
    o----(抵抗)----o----(LED)----(LED)----o

この場合、BC間の電圧は ＬＥＤ２本ですから ４Ｖになりますので、抵抗にかかる
電圧 Ｅr は ８Ｖになります。 従って、先ほどと同様の計算で、

    Ｒ ＝ Ｅr／Ｉ ＝ ８／０.０２５ ＝ ３２０

となり、このＬＥＤ２本の時には ３２０Ωの抵抗となります。

と、いうことで、「なんだ、それなら最初から ３２０Ωの抵抗付けろと言えヨ」と
お思いでしょうが、ここから先の話が 電気工作の楽しいところで・・・(^^;

まず、一定の範囲内ではＬＥＤに流す電流を大きくすれば明るく点灯するのですが、
当然 その分消費電力が増えますし、限度を越えると 壊れます。
これは製品によって異なります。 ホントはＬＥＤのメーカーから、推奨値や限界値
が出ていますが、私は調べた事はありません。(^^;; プロのエンジニアからケチが
付くかも知れませんが、たぶん４０ｍＡくらいは流しても大丈夫です。 ただし、
部品の劣化が起こるかもしれませんし、２０ｍＡで２本点灯させた方が明るいかも
しれません。 さらに、電源電圧が１２Ｖ一定ではなく、場合によっては１５Ｖ位
になるかもしれない事を考慮すると、それでも壊れないように考える必要があるの
です。 さらにさらに、実は最初の前提がウソで、ＬＥＤにかかる電圧（順方向電圧
といいます）は、２Ｖ一定ではなくて、流れる電流によって変化するのです。
私の場合 いろんな値の抵抗をとっかえひっかえ付けてみて テスタで電流を計り
ながら、ま、こんなもんかな、って感じで作りました。 ちょっと電流値をケチり
すぎて、暗かったけど。(;_;)
で、そこらへんの話を一言で書いたら、

》>>要はＬＥＤの電圧降下(2V弱)を考慮して、２０〜３０ｍＡの電流が流れるよう
》>>に抵抗値を決めてやるわけです。

となっちゃったわけです。 アハ、簡単に書きすぎましたネ。ゴメンナサイ。
具体的なミウラさんの お工作ですが、とりあえず作ってしまいたければ、上記の
計算に従って作れば、きちんと点灯します。 ただし、抵抗って ある決まった
パターンの値のものしか入手できないのが普通ですから、実際には計算値に近い
ものを使えばＯＫです。 抵抗は 1/4W 程度のもので良いと思います。 でっかい
セメント抵抗でも構いませんが その分 常夜灯が大型になってしまいます。
ＬＥＤには極性がありますから注意してくださいネ。 足の長い方が プラス側
です。 抵抗を通さずに１２Ｖに直接つなぐと確実に壊れますから これも要注意
です。

・・・と こんな感じかな？
実は 私も 次のバージョンを作ろうかと思って、昨晩 ちょっと実験しました。
今度は違う色のＬＥＤを組み合わせてみようと思っています。 赤のとっても明るい
やつと緑のＬＥＤの組み合わせが有力候補です。 週末の青の原にはちょっと間に合
いそうもありませんが。
                                                 /―'===='      _――――_
                                              ＿/ □ □ ｜    _/  ひらが  |
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                                             '-(O)――(O) =3 '――-(o)――' =3
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