LED (Light Emitting Diodes)
1. LEDについて
LEDとは、
Light=“光る”
Emitting=“出す”
Diode=“ダイオード”
のそれぞれ3つの頭文字で略されたものです.
電気を流すと発光する半導体の一種です。
長寿命、高輝度、直流低電圧・小電力で点灯可能、コンパクト、熱線・紫外線を含まないと言った利点があります.
最初は、ハイマウントストップランプとして、車戴されていましたが、国内ではグロリアからテールランプに採用されました.その後は、あっという間に広がりました.しかし、ウィンカー(ドアミラーは除く)として採用されたのは、エスティマHEVのテールだけではないでしょうか?
LEDは、電球と違いレスポンスの良さと省電力というのが、車両の場合ポイントになります.特に、ハイマウントランプがLEDで通常のブレーキランプが電球式だと明らかにつくのも消えるのも遅いですね.そうやって、見だすとかっこ悪くてしょうがないです.ついでに、ドアミラーウィンカーがLEDで通常のウィンカーが電球の時も同じですね.大半の車がそうですが、、、、
2. 材料
1. テールランプ
2. フロントウィンカーランプ
3. サイドウィンカー
4. ブレーキランプ用LED(5φ超高輝度赤色LED TAIWAN OASIS 100個)
5. ウィンカー用LED(Kingbright FluxLED AMBER 150個)
6. 仕切り板用アクリル板(ダイソー 2mmアクリル板)
7. テールランプレンズ用アクリル板(ダイソー 1.4mmクリアー、スモーク、クリアーレッドアクリル板)
8. テールランプ用LED固定台(ダイソー ??、パンチングアクリル板、ビスカバー)
9. ウィンカー用LED固定台(ユニバーサル基盤)
10. 固定抵抗(75、110、270Ω)
11. 減光回路、点滅回路、ブザー回路
12. メッキテープ
13.LED固定台固定用ねじ
3. 加工(テールライト)
1. まず最初に壊してもいいテールランプユニットを入手します。(失敗は恐れます)
2. 114の灯火類はヨーロッパの車の例に漏れず、溶着です。よって、レンズ部分と本体は分かれません。なので、思い切って割ります!でも、反射板は車検時に必要なので、残すと良いでしょう。割ったあとは、きれいにバリ取りおよび面だしをしておくと良いでしょう。
3. ここで、2つの選択肢があります。もうひとつテールランプユニットを準備して、今度はレンズのみ取り出す。もうひとつは、新たにレンズを作る。です。せっかく、LEDを入れるのに、レンズでの拡散、減衰、見た目のインパクトという点を考慮して、今回は新たにレンズを作成することにしました。
用意するものは、ダイソーで売っていた1.4mmのアクリル板です。クリアで全部作っても問題はないのですが、あんまりカッコ良くないので、今回は後期S系と同じ配色にしました。保護シートが付いているので現状光沢はありません。サイドの曲げ加工は、ドライヤーで暖め、現物あわせします。
4. とりあえず、仮組みです。中身が丸見えです。しっかり、作りこまないといけませんね。クリア部分が透けすぎなので、最終的には少し色を加える予定です。
5. ブレーキランプの中身の仕切り板を作成します。ブレーキランプ内は、電球の名残で錐状になっているので、平らな底面を作るのと、減光基盤を隠すためです。とりあえず、ダイソーで売っていた白の2mmアクリル板で作成しました。配線が通る穴と固定用の穴もあけておきます.さらに、リフレクター効果を高めるためにめっきテープを貼ります.
6. とりあえず、アクリル板の加工に飽きたので、LEDを実装します。電圧に関係なく、明るさを保つには、定電流ダイオードを使用するのが最適ですが、50円/個では、ものすごい金額になってしますので、今回は高精度の抵抗を使用しました。
中身の配置はいろいろ検討しました(ほとんど)結果、ダイソーで買ったある道具に超高輝度LEDを実装しました。これは、反射(リフレクター効果)と指向性を減らす目的です。実際は、丸目4灯を狙ったのですが、楕円にするしかないのと、LEDの実装個数が減るために丸目1灯と長方形で作成しました。裏側は、グルーガンで接着、絶縁を行いました。ラメ入りグルーで多少たりとも、反射させようと思ったのですが、無駄なようです。長方形の方は、指向性バリバリで絶対的な明るさを稼ぎます。これにも、光を有効に使用するためにリフレクターを使用しました。これは、ホームセンターで100円/8個です。
7. 上記5で作成した仕切り版に6で作成したLEDを組み合わせます.ついでに、減光回路も写真には写っています.
8. 減光基盤を本体に固定し、仕切り板も本体に固定します.壁面には、すべてめっきテープを貼っておきます.基盤の固定は、M5のねじで行います.
9. とりあえず、動作確認です!
10. 次にウィンカーの製作に移ります.ブレーキランプ同様に仕切り板を作成します.また、LED実装用基盤も切り出します.さらに、リフレクター効果を高めるためにめっきテープを貼ります.
11. 仕切り板を本体に固定します.壁面には、すべてめっきテープを貼っておきます.基盤の固定は、M3のねじで行います.LEDを実装します.リアウィンカーは、4直列8並列です.
12. 最後に自作レンズをコーキングで固定します!
4. 加工(フロントウィンカー)
1. テールランプ同様に、壊してもいいフロントウィンカーユニットを入手します。(失敗は恐れます)
2. 114の灯火類はヨーロッパの車の例に漏れず、溶着です。よって、レンズ部分と本体は分かれません。が、114の持病の一つであるエンジンマウントの劣化による振動により、フロントウィンカーユニットはよくばらばらになります.よって、場合によっては簡単にばらせます.
3. テールランプ同様に仕切り版をアクリル板から切り出します.また、LEDを実装するための基盤も同様に切り出します.
4. 切り出した仕切り板および基盤にもめっきテープを貼り付けます.ついでに、絶縁のために穴の部分のテープをはがします.
5. 仕切り板を本体に固定します.壁面には、すべてめっきテープを貼っておきます.基盤の固定は、M3のねじで行います.
6. LEDを実装します.サイドは、3直列9並列です.めっきテープのおかげで焦点が合いません(笑)
7. 動作確認です.
8. 最後にレンズをコーキングで固定します!
5. 加工(サイドウィンカー)
1. テールランプ同様に、壊してもいいサイドウィンカーユニットを入手します。(失敗は恐れます)
折角なんで、すっきり加工済みにしました.
2. サイドウィンカーも溶着です。よって、レンズ部分と本体は分かれません。でも、気合を入れて、こじればパキンと外れます.正確には、接合面で割れます.
3. LEDを実装するための基盤を切り出します.そして、めっきテープを貼ります.ついでに、絶縁のために穴の部分のテープをはがします.
4. LEDを実装します.サイドは、3直列2並列です.
5. 動作確認です.
6. 加工(リアフォグランプ)
1. リアフォグランプは、実は、右にしか付いていません。本体を逆にしたり、レンズを逆にしたり、試行錯誤して取り付けることは可能ですが、実は、光軸がそっぽを向いてしまいます。そこで、左右対称になるように、レンズをカットし、アクリル板を貼りつけます。
2. これが、今回使用する材料です。テールランプと同じでは面白くないですからね。
3. とりあえず、組み上げます。パンチングアクリルにメッキテープを貼り、LEDを実装します。初公開、配線です!
4. これで、完成にしてもいいのですが、ちょいとさびしいので、最後の隠しアイディアを使います。
5. 点灯確認はしましたが、いまいち、イメージ通りにはなりませんでしたので、写真は割愛です(笑)。
7. 回路作成(ウィンカーリレー)
通常のウィンカーリレーは、負荷に応じて、点滅速度が変化します。よって、ウィンカーをLED化すると、当然、超ハイフラ状態になります。そこで、負荷によって変動にしないリレーを作成します。巷では、普通にキット化されて売っています。今回は、通常のもの(電源ONで点滅開始)を購入したのですが、114はバイクとかと同じタイプ(常時電源はONで負荷側が短絡?するとリレーがON)でしたので、再度、購入しなおすになりました.負荷側でのスイッチングなので、リレーは使えないため、作動音用に、あわせてブザー回路も組みました。回路図は複雑すぎるのと、キットを組み合わせているだけですのでここには掲載しません。
8. 回路作成(減光回路)
114のブレーキランプは、ダブル球になっていて、車幅灯とブレーキランプを共用しています.当然、リフレクタ-内部も一体です.したがって、今回のLED化に伴い、部屋を2つに分けるか、明るさに強弱をつけて対応するしかありません.部屋を2つにするのが最も簡単ですが、もともとテールランプの大きさが小さいため、更に半分にしてしまうと車検&安全上問題がありそうなので、今回は、減光回路を組んで、明るさの強弱をつけることにしました.抵抗をつけて落とす方法や点灯個数で変化をつける方法などがありますが、いずれも、明るさを固定して、製作するしかなく、実車装着時に明るさに不満があったときには大問題です.また、抵抗で落とすと、折角の省電力が若干、阻害されます.そこで、今回は、デューティー比によって明るさを調整する回路を作成しました.デューティー比とは、パルスのON/OFFの時間比率です.したがって、デューティー比を変化させることで、明るさが変化します.ちらつくような気がするかもしれませんが、高周波なので、人間の目にはまったくわかりません.
9. 明るさ比較
通常の電球とLEDテールの明るさ比較です。若干、角度をつけての撮影ですが、きちんと点灯が確認できます。レンズカットなしでも結構大丈夫です。
10. 見た目比較
左が通常のテール、右がLEDテールです。ほとんど違和感はありません。レンズカットがないので、かなりすっきりしています。
11. 点灯状態
点灯状態です。スモールランプ+ハザード+リアフォグです。視認性は問題なさそうです。まあ、計算上は、法律上問題ない輝度は確保してますからね。
ブレーキ状態です。→
12. 最後に
試作、第一弾が完成しました。今後は、もうちょっと、凝ったデザインにしたいと思います。また、ナンバー灯も変更予定です。LEDは、「しまりす堂」殿、回路関連は、「オーディオQ」殿で購入しました。