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LEDによるライト点灯化に挑戦 その1

「保存車巡り」は1回お休みして、今回は約1ヶ月ぶりの模型ネタです。

タイトル通りですが、LEDを使ってヘッドライト・テールライトの点灯化に挑戦してみようかと思います。
3~4年ほど前から一度やってみたいと思ってはいたものの、「難しいんじゃないの?」という"思い込み"でなかなか手を付けることができませんでした。
が、今回、知人T氏の後押し(?)でライト点灯化をやってみようかなという気に。


いざ挑戦するにもまずは道具・材料集めから始めなくてはなりません。
ということで、

IMG_9385.jpg
必要なものを買ってきました。
これだけで13,000円弱。
何事にも何かを始めるにはある程度の出費の覚悟が必要です。


今回は「道具・材料編」みたいなもので、それぞれ買って来たものを紹介していこうかと思います。

IMG_9386.jpg
まずは何といってもLED。
鉄道模型の場合、収納スペースが限られることから3mmLEDを使うのが一般的です。
右側の水色の袋に入っているLEDは通販サイト「LED PARADISE(エルパラ)」で購入したもの(白色と電球色)。
左側のピンク色の袋に入っているLEDは上小田井にあるマルツパーツ館で購入した電球色LED。
ちなみにエルパラのLEDは1個40円、マルツは1個170円と値段にはかなり差があります。
白色や赤色LEDの色合いはどのメーカーでもさほど違いがないので安いもので十分なようですが、電球色に限ってはメーカーによってかなり異なるようです。
そのような背景もあって2種類の電球色LEDを買ってみました。
鉄道模型モデラーの間ではHRD社の「HWLH-A32A-11」が"とてもリアルな電球色"と評判が良いようですが、この後継とされる「HWLH-A32A-32」の登場によって今はなかなか手に入りにくいのだとか?(実際のところはよく知らないです・・・(汗))


IMG_9388.jpg
続いてチップLED(赤色と電球色)。
こちらはマルツで購入。
チップLEDには「3528」「3020」「3216」「2012」などのタイプがありますが、これは「3216」。
ちなみに「3216」とはチップLEDのサイズ(縦横)を表し「32mm×16mm」の意味です。


IMG_9392.jpg
「3216」ですらこの大きさだから「2012」は扱えんな・・。
ただ「2012」なら旧型車の露出型前照灯に光ファイバーを通さずに直接埋め込める可能性あり?
実際に試してないので何とも言えませんが、もし直接埋め込めたら見栄えが格段に向上しますね。
ちなみに旧型車の場合、前照灯用LEDは屋根裏に収納スペースが余るほどありますが、尾灯・標識灯用LEDに関しては床板などで非常にスペースが限られるためチップLEDを使うのが無難かと思います。(あくまでもこれは内装も再現した場合です。)


IMG_9394.jpg
次はダイオードですが、鉄道模型におけるライト点灯化では2種類のダイオードを使用します。
1つ目はCRD(定電流ダイオード)。
とりあえず「5.6mA」「8.2mA」「10mA」「15mA」「18mA」を用意しました。
CRDの役割りは簡単に言えば「明るさのコントロール」です。
CRDなしで点灯させた場合、目が眩むほどの明るさで鉄道模型としては不自然になります。
そこでCRDによりLEDに流れる電流を制限することで自然な明るさに調整することが可能になります。


IMG_9393.jpg
2つ目は整流ダイオード。
LED保護のために一般の整流ダイオードも使用します。
鉄道模型であれば小電力用ダイオード(1S1588など)で良いです。
が、マルツにもエルパラにも1S1588(互換品を含む)がなかったため1N4007を購入。(1S1588よりも少し大きめ)


IMG_9395.jpg
ハンダコテ(22W)とハンダコテ台。
電子工作には20~30Wで良いです。(鉄道模型のエッチングキットでは60~100W)
今回はセラミックヒーター型ハンダコテを買ったためコテ台はそれ専用のものを。
セラミックヒーター専用のコテ台を使用しないと熱により本体が破損する恐れがあります。


IMG_9397.jpg
はんだ吸い取り線(2.0mm)・ポリウレタン銅線・基板用フラックス・電子工作用はんだ(ヤニ入り)。


IMG_9398.jpg
基盤。
配線をコンパクトにまとめたい場合は使います。
使うかは分かりませんが、とりあえず買っておきました。


以下のものは試験的なこともやってみたい場合には必要なものです。

IMG_9400.jpg
ブレッドボード。


IMG_9401.jpg
コード付きワニグチクリップ・ジャンプワイヤーセット(2種類)。


IMG_9402.jpg
ワニグチ付きDCジャック・ACアダプター(12V 1A)。
ブレッドボード上でLEDを点灯させるための電源です。


IMG_9404.jpg
テスター(測定器)。


中身は、

IMG_9405.jpg
こんなの。
最近のテスターは安い物で1000円あれば買えます。
電流・電圧・抵抗値などが測定できます。


IMG_9406.jpg
LEDテスターも買いました。
これでけでLEDの点灯確認ができます。


IMG_9407.jpg
中身。
今は新型が出ていますが、あえて旧型を購入。
新型は電流値が「10mA」「20mA」だけですが、旧型は「2mA」「5mA」「10mA」「20mA」「30mA」と値が豊富であるため点灯テストには旧型の方が好都合。


IMG_9409.jpg
使い方は非常に簡単です。
LEDを2本脚の方(+-に注意)に差し込んで、


IMG_9410.jpg
この赤いボタンを押すだけ。


IMG_9411.jpg
こんな感じ。
左から「2mA」「5mA」「10mA」「20mA」「30mA」で、明るさの違いが分かるかと思います。


IMG_9416.jpg
ここで購入した2種類の電球色の比較をしてみました。
左:マルツで購入
右:エルパラで購入
エルパラの電球色LEDはかなり白っぽいという印象を受けますが、マルツは比較的電球色に近い色合いです(実際はもう少し黄色味あり)。


と、ここでちょっとお遊び~。

IMG_9472.jpg
少し強引ではあるものの、前照灯点灯化後をイメージ。


IMG_9484.jpg
お~これは是非とも点灯化出来るようになりたい!
遮光に関しては全く手を施してないので光が漏れ漏れですが、ちゃんとやれば良い感じになりそうです。
このモ813は内装の関係上点灯化はできないため、ライト点灯化は次回以降製作する車両になるでしょう。
ただ、次回作でいきなり点灯化加工を行う訳にはいかないので、失敗しても良いようにまずは過去に作った"どうにでもなっていい"車両で試作してみようかと思います。(このブログでは一度も紹介したことのないようなダメ車両です・・)
その前にブレッドボードを使ってLEDを点灯させてみないといけませんが。(笑)


今回の「LEDによるライト点灯化に挑戦」は長期的(?)に行っていく予定なので、気長に更新をお待ちいただいた方がよろしいかと思います。
あくまでも次回作へ向けた実験的な内容です。



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LEDによるライト点灯化に挑戦 その2

前回、ライト点灯化の道具・材料を購入しました。
早速車両に組み込むその前に、今回はブレッドボードを用いてLEDを点灯させてみようと思います。
どの値のCRDを使うかの選定もありますが、回路(非常に簡単なものではありますが・・)の確認という意味合いもあります。


IMG_9426.jpg
まずはライト点灯化に必須のこの3つ。
上からLED、CRD(定電流ダイオード)、整流ダイオード。
CRDの代わりに抵抗を使う手もありますが、余計な計算をしないためにもCRDの使用をオススメします(?)。


IMG_9428.jpg
LED。
"一般的には"足の長い方をアノード(+)、短い方をカソード(-)と呼びます。
(ごく稀に例外もあるようなので使用する際には確認が必要です。)
この画像の場合は上側の足がアノード、下側の足がカソードです。


IMG_9432.jpg
LEDアップ。
なるほど~こうなっているのか~。


IMG_9433.jpg
CRD(定電流ダイオード)。
今回は5.6mAのものを使用。


IMG_9435.jpg
CRD自体に「56」と書かれてあるので区別は容易です。
CRDもLED同様、アノードとカソードがあります。
画像のように帯が入っている側がカソード、入ってない方がアノードです。(この画像の場合、下側がカソード)


IMG_9436.jpg
整流ダイオード。


IMG_9438.jpg
CRD同様、帯が入っている方がカソード、入っていない方がアノード。(この画像の場合、右側がカソード)


IMG_9439.jpg
それぞれをこのように接続すれば点灯します。


が、それだけでハンダ付けするのは何か不安(?)ということで、

IMG_9419.jpg
ブレッドボードを用いて試しに点灯させてみます。


IMG_9421.jpg
縦はa~j、横は1~30で振り分けられてます(もちろんブレッドボードの種類・大きさによって異なります)。


IMG_9440.jpg
まずはLEDを適当な位置に挿し込む。
ちなみに「f6」の位置がアノード(+側)、「f5」がカソード(-側)。


IMG_9441.jpg
CRDと整流ダイオードを挿し込む。

あとは電源を接続するだけ。


IMG_9418.jpg
ACアダプターにワニグチ付きDCジャックを接続して、ワイヤーを使って電力を供給すれば、


IMG_9443.jpg
点灯~。


IMG_9446.jpg
5.6mAのCRDでも結構明るく点灯します。


ちなみに、

IMG_9447.jpg
+-を逆にして接続してもLEDは点灯しません(でなきゃおかしい)。
これが進行方向が逆になった時の状態。


よ~し出来た出来た。
次に点灯させるのは、

IMG_9451.jpg
チップLED。


IMG_9453.jpg
まずは1個開封~。


IMG_9456.jpg
小っさ~。
こんなの本当にハンダ付け出来るのかと思うほど・・。
ちなみに、右側の緑色のラインが入った方がカソード(-)。


IMG_9467.jpg
チップLED裏側。
緑色のラインが交わる方がアノード(+)という見分け方もありますが、これは製品によってあったりなかったり?


IMG_9461.jpg
チップLEDはブレッドボードに直接は接続できないのでワイヤーを使って、


IMG_9463.jpg
点灯~。
小さいのによ~光るわ。

その後、点けたり消したりを繰り返してしばらく遊んでたり・・。
点くのは当たり前なんでしょうけど、何か嬉しいんです。(笑)



いよいよ次回はハンダ付けして車体に組み込んでみます。
さて、過去に製作or加工した"どうにでもなっていい"車両をどれにするか・・・?


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LEDによるライト点灯化に挑戦 その3

ライト点灯化試作用の"どうにでもなっていい"車両ですが、複数の候補の中から結局・・



IMG_9489.jpg
2006年に製作した7500系中間運転台車(車番未設定)にすることに。


この車両、TOMIX名鉄7000系中間車からの改造なんですが、

IMG_9491.jpg
車内は運転台を含め、それなりに作られてます。(完成当時はかなり満足してたなぁ・・・(汗))
クーラーはプラ板からの自作で今思えば"非常に酷い出来"です。


前面も・・・

IMG_9494.jpg
全然似てない!(笑)
今見れば、貫通扉・前面窓の大きさがメチャクチャ・・・。
当時は図面を見ず・描かず、見た目の勘で作っていました。(それでも完成当時は満足していた自分がいます・・・。(汗))
まだまだ突っ込み所満載ですが、もう"どうにでもなっていい"過去の車両なので、ガンガン加工していきます。

ライトは前照灯・標識灯・尾灯の全てを点灯化させる予定です。
前照灯に関しては回路を屋根裏に組み込めば良いのですが、標識灯・尾灯に関しては収納スペースが限られる場合が多く、できるだけコンパクトにまとめる必要があります。
この車両でも同じことが言え、標識灯・尾灯の位置には内装および床板が"邪魔"をしています。
そこで前照灯には3mmLEDを、標識灯・尾灯にはチップLEDを使用して回路を作ることにします。


IMG_9499.jpg
で、まずは前照灯から。
ここに光ファイバーを通す穴を開けます。


IMG_9502.jpg
貫通しました。


IMG_9512.jpg
一部やらかしたけど。
ただ、今回はあくまでもライト点灯化の試作なのでここは気にせず先に進みます。


IMG_9515.jpg
光ファイバーを熱で曲げる。
こればかりは現物合わせでやるしかないですね。
何個か作って良い物を選択~といった感じで。


IMG_9519.jpg
マスキングテープで仮固定。


IMG_9525.jpg
3mmLEDをLEDテスターに取り付けて、点灯具合を確認してみる。


IMG_9522.jpg
お、良いね良いね。


IMG_9524.jpg
良い良い。


IMG_9526.jpg
光ファイバーの具合を確認したところで、LED・CRD・整流ダイオードをハンダ付け。
写真はCRDを取り付けた図。


IMG_9530.jpg
整流ダイオードも取り付けた図。
それぞれの基本的な仕組みを理解していれば、回路としては単純なもんです。


IMG_9531.jpg
点灯確認(前進時)。


IMG_9535.jpg
点灯確認(後進時)。
問題なし。


IMG_9538.jpg
屋根裏スペースのチェック。


IMG_9540.jpg
足を曲げて、


IMG_9550.jpg
余分な長さをカット。


これだけで車体に組み込むと、足が安定して集電板に接触しないため、

IMG_9555.jpg
通電スプリングを用意します。
が、ここではアーノルドカプラーのカプラースプリングを使用してみることに。
これが使用可能であれば、わざわざ通電スプリングを買わずに済むと同時に、大量に余ったカプラースプリングを消費できる!


IMG_9560.jpg
で、足にハンダ付け。


IMG_9815.jpg
ウエイトと集電板は兼用になってます。
わざわざ銅板を用意しなくて良いのが試作にこの車両を選んだ理由。


IMG_9812.jpg
さらに、内装を取り付けても集電の穴が確保されています。


ということで、

IMG_9828.jpg
こんな感じで屋根裏に組み込みます。


IMG_9568.jpg
とりあえず、両面テープで屋根裏に仮固定。


ここで、車体に内装だけはめると、

IMG_9571.jpg
このようにスプリングが出て、集電板(ウエイト)に安定して接触するはず。


続いて台車ですが、

IMG_9543.jpg
中間車の台車には集電シューが組み込まれてないため、集電シューを用意。


IMG_9545.jpg
台車に取り付けると、


IMG_9818.jpg
うまく集電してくれるはず。



で、車体に内装・床板・台車をはめて、レールに乗せて電流を流すと・・・

IMG_9564.jpg
点灯~。
わざわざ通電スプリングを買わなくてもカプラースプリングで十分代用可能ですね。


遮光に関しては後でやるとして、次回は標識灯・尾灯に使うチップLEDを組み込み、とりあえず全てのライトを点灯させてみます。



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プロフィール

羽黒駅

Author:羽黒駅
愛知県在住で某国立大学を卒業後、この春から社会人となる。
鉄道で興味あるのは何故か地元を走る名鉄だけで、取り扱っている鉄道模型も名鉄車両がほとんど。
名鉄の中でも特に興味があるのは昭和の時代を走った旧型車。

野球は大の阪神タイガースファンで、年に2~3回はナゴヤドームへ観戦に行く。
音楽鑑賞も趣味の一つで、好きなアーティストは「スキマスイッチ」「BUMP OF CHICKEN」「Mr.Children」「スピッツ」「Every Little Thing」「いきものがかり」など。
ロック好きな友人の影響でその他いろんな音楽を聴いており、ライブも年に数回は行く。

愛車は「マツダ アクセラスポーツ」。
車を持つようになってから車にも興味を持つようになり、今後いろいろイジッていく予定。

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