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青空ちゃんギャラリー

苦しい工作 その7 テール&ブレーキ灯をLEDにしてみよう!(1)

注意!
このページを見て真似をしたことで起きたトラブル等は当方では一切責任を持ちかねます。各個人の責任の元で作業してください。

プロローグ

 青空ちゃんのバッテリーがよくあがる、そんな状態が数年に渡り続いていました。そこで車屋に相談したところ、当時「それなら、ジェネレーターに換えて、スーパー75オルタネーターがおすすめ」といわれ、交換を依頼。
 ジェネレーターは最大で30Aを発電。さらにアイドリング中は発電が弱いため、多くの電送機器を同時に使うとバッテリーにかかる負担が大きいのです。ただ、元々6V電装の低年式にはデザイン的にジェネレーターの方が見た目が変わらないため(一回り大きいですが)オリジナルの雰囲気を壊さない様にするならやはり、12Vタイプのジェネレーターにしたほうが良いでしょう。しかし、見た目も大事ですが現実問題バッテリーがあがるわけでして、そこで発電量の多いオルタネーターにしようと思ったのです。選択肢として標準の最大51Aよりもさらに大容量の最大75A発電のスーパー75は確かに魅力的ではありました。
見た目はちょっと・・・、ですが。

 オルタネーターにしてみてこれで発電量も確保されてバッテリーも大丈夫だろう。などと思っていたら症状は改善されず。結局スーパー75はアイドリング中の発電が弱いことが身をもって体験。確かに考えてみれば発電量を多くするためにはコイルの巻き数を多くするわけで、ノーマルのオルタより強力な磁力がかかるわけで、その分負荷がかかる。よって回転数の低いアイドリングでは負荷に負けて十分な発電量が確保できないようです。これじゃジェネ使っていたときと変わらないじゃないか・・・。

 バッテリー上がりの最大の原因はエンジンかけていないときの待機電流が高かった事が理由(錆抑制装置が電流消費が高い)ではあったのですが、アイドリング時の発電量不足という追い討ち・・・。特にすべての電装品がONになった状態(夜、交差点で右折する場合など)で止まっていると増設した電圧計の針がかなり落ち込む状況。一番電気消費が大きいのはヘッドライトなのですがそれは仕方がない。次に使用頻度が高いものを考えると、テール&ブレーキ灯です。信号待ちでブレーキを踏んでいると、これまた電圧計の針がカクンと下がります。

 ブレーキ灯の消費電流を抑えられれば、かなりバッテリーの負担も減るのでは?そこで消費電力が電球よりもかなり低いLEDにすれば良いかもしれない。しかし、低年式に乗っていると、あまりにも現代車風の発光になってしまうLEDはちょっといやだったため、実行には至っておりませんでした。


事態は急変「あ、いいかも・・・」


 たまたま友人taku氏がHPネタのため??にテールライトをLED化しよう、と言っていたため完成したものを見せてもらうことになりました。すると次第に自分もやってみたくなりました。が、あくまでも明るさよりも見た目が大切。電球ぽく見せるにはどうしたらよいか、考えてみても実際にものを見ないとイメージがわかない!という結論で試験的にテールユニットを作ってみることにしました。
 私ってやっぱり軟派??

協力:taku氏

LEDテール試作1号

 試作第1号の完成図。taku氏はパルス制御(LEDを高速に点滅させ、その間隔の長さで、肉眼では明るさが変化して見える仕様)で作っていたのですが、低コストで作る&電球ぽく見せるため、テール灯時、中心4個発光、ブレーキ灯時20個発光の回路にしてみよう、ということでtaku氏に相談。「4個発光では暗いのでは?」と言われたのですが、収まるスペースと回路のサイズを考えた結果、LEDの数をジムニーのようにたくさん組むわけにはいかない。とりあえず実験だからやってみましょう、実験実験!

 さて、LEDテールを作るためにちょっとした電気知識が必要になるので、勉強しなければならないです。今回使用したLEDはtaku氏が取り寄せた超高輝度LED100個入り¥1,100というものの余ったものを
譲ってもらいました。
 このLEDの仕様は2.0V-20mA。直列4個接続を5並列に繋ぎ合計20個です。

LEDテール回路図

 上記のような回路になります。ちなみに手書きの回路図からtaku氏がきちんと起こしてくれました。感謝感謝。

 ちょっと回路を解説すると、LED1列4個直列なのでこの部分にかかる(というよりかからなければいけない)電圧は2.0×4=8.0Vです。自動車の発電電圧は通常最大14.4Vらしいので6.4V多くかかってしまいます。これではLEDが壊れてしまうので約6.4V分負荷を加えなければなりません。簡単に考えるとLEDに抵抗を直列に繋いでやれば良いことになるのですが、うちの青空ちゃんはあまりにも電圧変動が大きいため、必要とされる抵抗値もかなり変動させなければなりません。でもそんな頭の良い回路なんて作れないので、抵抗よりもコストが高いですが定電流ダイオード(以下CRD)を使うことにしました。ちなみにtaku氏はコストの安い抵抗電流制御で作成しております。発電量が安定している車ならば、抵抗で制御しても少々の電圧変動でもさほど問題にはならないようです。

 CRDは決まった電流値以上は流さないという非常にありがたいダイオードです。このLEDの定格電流は20mAなので流れる電流値を20mAにしてくれれば良いのです。しかも多い電圧分もこいつが負担してくれるので深く考える必要がありません。ただし、あまり1列当たりのLED数を多くしちゃうとCRDにかかる電圧が少なくなってしまい、そうすると正常に機能してくれなくなってしまいます。CRDが安定するのは約4.5V以上ということらしいので、そこから1列4個セットという事になったわけです。CRDは20mAというものがないので、10mAを2個並列に繋ぐことで代用出来ます。

 ブレーキ時は全点灯なのでよいのですが、テール灯時(ブレーキ踏んでいない状態)では中心4個(1列分)のみの発光でなければならないため、整流用ダイオードをテール灯の時1列のみ電流が流れるように取り付けます。これで基本的な回路は完成。で、その状態に車に取り付けるとブレーキ踏んだときに増設した電圧計の照明とライセンスランプが一緒に点灯するという面白い?不具合が発生。よくよく考えると電流逆流してるのねぇ・・・。ということで逆流防止でテールラインと、念のためブレーキラインにも整流用ダイオードを取り付けてノイズを解消しました。

つづく


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