1H_単一1本の懐中電灯に、TL499Aを入れる

100円均一店で単一電池を2本使用の懐中電灯を見つけた。

電池1本用に改造出来るかと、また、これにTL499Aを使った 昇電圧回路を組込めるかと考察です。

画像上は、完成したもの、下は元のものです。
全長が随分短くなりました。

1.5V、2000Lux/25cm

回路図と定数の設定

回路は標準的なものです。
入力は、可変電源で実験です。電圧と電流はディジタル表示です(Vin,VmA)。
出力側は、直列につながった白色LED4個の両端の電圧を測定(Lvolt)。
出力電流は、基準抵抗R2の両端の電圧(Vref)をディジタルテスターで測定し、 電流に換算します(LmA)。
効率=出力/入力、% = Lvolt x LmA / Vin x VmA

電流制限抵抗R1、基準電圧R2の定数を変更して実験し、結果のデータです。
R1:2.2K、R2:47Ω、C1:47μF2個

上:鼓型のコイルを使ったデータ、下:横型のコイルを使ったデータ


最初、左の画像の右の横型のコイルを使ったら、下側のデータになり、 電池1本では無理かと諦めたが、もしやと左側の鼓型のコイルに変更したら、 上側のデータがとれ、やれやれ実験成功と安心しました。

構造を考察する


どのような構造にすればよいかを考え、最初は、 左端の様に反射鏡に横穴を開けて回路を組込もうと考えたが、寸法が不足し、 うまくいかなかった。
結局、反射鏡を半分に切って、上部を使い、 残りの部分は寸法が同じになるように金具を考察することにした。
樹脂を切断するのには、半田ごてにカッタナイフの刃をビス止めして、 気長に行います。右端。

基板を考察する

回路が決まったので、基板上の部品配置を考えながら大きさを決めます。 片面基板を直径50Φにします。
反射シートは、アルミの幅広テープを使うことにして、35Φの円形に切り、 LEDの足を差し込む箇所をショートしないように大きくします。



上左:
10Φの白色LEDを4個取り付け

上右:
実験しながらデータを取り、部品定数を変更しているので、 少し基板が汚れてしまった。

左:
横から見た部品の配置

反射鏡と基板を合体する

上左は、内部にもアルミのテープを貼りつけた半分の反射鏡と、 基板のLED側です。
上右は、マイナス側の電極です。中心の部分を切り捨て、基板を半田付けし、 絶縁とします。
下左は、反射鏡と基板を合体します。接着用の樹脂で固定します。
下右は、加工してないものと並べました。この部分ほぼ完成。

懐中電灯の外筐の加工です

上左:
最初に、電極とスイッチを外してから、 外筐の滑り止めのゴムと本体の間にマイナスドライバーを差し込み のりをはがします。次に適当に半分に切断します。 その後、電池の寸法を考えて長さを決めきります。
上右:
切断面を両側が合うように、やすり、切り出しナイフなどで加工します。
エポキシ系の接着剤で突合せにつなぎ、中にも接着剤をいれます。
下:
外した滑り止めのゴムを寸法を合わせて短くして元道理にします。
マイナス側へつながる電極の金具を短く切り、元道理に入れます。
加工してないものと並べると、短さがわかります。

再調整をして完成です

上左:
組み立ててよく検証すると、部品が当たったり、 動作がおかしいところがあったので、入力側のコンデンサーを撤去し、 コイルを内側に移動します。
上右:
中心の貫通した支柱で全部を保持し、これはプラス側になります。


上左:
斜め前から見たところ
中心は、プラス側の電極で、高さの高い袋ナットを用いた。 外側がマイナス電極です。
左:
点灯です。中心に見えるのは、後部と同じ袋ナットです。

可変電源での測定データ:
3.0V、2400Lux/25cm
1.5V、2000Lux/25cm
4個のLEDを一点に集光するようにしたので、データはすばらしいですが、 全体的には、多灯には及びません。

おまけの記事


手元にある、懐中電灯と並べてみました。

画像電池LEDx個Lux/25cm
単一1本10Φx4個2000
単三4本5Φx21個1400
単三1本5Φx8個800

画像寸法mm重量g備考
65Φx140250本機
65Φx120260 詳細頁
25Φx9075市販品