1B＿ＬＥＤ１２個を、単一、４本、３本で実験、定電流回路

白色ＬＥＤを１２個点灯させたデータです。
単一電池を使い、定電流で点灯させた実験です。
２００ｍＡが設計値です。

実験データ・その１、単一４本
マンガン電池で２２時間。光度変化なし。
実験データ・その２、単一３本
マンガン電池で１３時間。光度変化なし。

回路図

回路図
上側はＬＥＤ基板、ＬＥＤは各３個、計１２個、です。
下側はオペアンプ基板です。 デュアルオペアンプを２個、基準電圧用ＦＥＴ１個、ドライブＴＲ４個です。
基板を大小２枚作り、重ねています。

回路の動作は、トランジスタのエミッタ側の１Ωの抵抗の両端の電圧が、 オペアンプの＋側の電圧と等しくなるように、常にトランジスタをドライブします。 ＬＥＤ３個分の電流はトランジスタを通り１Ωの抵抗に流れます。
オペアンプの＋側の電圧を５０ｍＶにすれば、 １Ωの電圧も５０ｍＶになります。
１Ωの抵抗に５０ｍＡを流せば５０ｍＶです。 この様にしてＬＥＤには３個で５０ｍＡ流れます。
回路が４個あるので全体の電流は２００ｍＡです。

構造

左：ＬＥＤ基板配置図、　　右：オペアンプ回路基板配置図

左は

ＬＥＤ基板。基板の上に反射用のシートを両面シートで貼りつけた。

左下は

組立てた外観。

下は

オペアンプ回路基板。

実験データ・その１

単一電池４本での連続点灯実験です。 これほど綺麗なデータが取れるとは、最初考えなかった。
定電流回路は成功です。単一４本で２００ｍＡ、マンガン電池で２２時間、 連続点灯で、光度が変りません。
ほぼ１日と言えます。その後半日が実用限界ですね。
アルカリ電池を使用すれば、倍もしくは２．５倍は実用になります。 つまり５０時間、２日です。

自動計測中の画像です。
単一電池２本使用の懐中電灯を２個シリーズにつないで電源とし、 ＬＥＤランプとの間のプラス側に１Ωの抵抗を入れ、両端の電圧を測定しています。 マイナス側は直結です。回路テスターとパソコンをつないで、データを取込みます。

懐中電灯にいれる

左は

単一電池４本使用の、日曜大工店などでよく見る懐中電灯。

左下は

電球のソケットに差しこんだ様子。

下は

点灯。正面から見れば眩しい。

実験データ・その２

単一電池３本での連続点灯実験です。 今度は電圧も測定しました。４．５Ｖから始まっています。
単一３本で２００ｍＡ、１番廉価なマンガン電池で１３時間、同じ光度を保ちます。
これだと少し重いですが、一晩中歩けます。
マンガン電池とアルカリ電池との比較では、持続時間は２倍から２．５倍、 アルカリ電池の方が長く、購入価格もそれなりに高価です。
規格表から、電流が２００ｍＡで１．２Ｖまでの持続時間は、マンガン１３時間、 アルカリは２６から３３時間と読めます。 しかしながら、電圧が下がると、電池の内部抵抗も増加し、 取り出せる電流も減るのでしょう、少し計算値と違います。
それでも、１３時間は電流は落ちないようです。 この表だと、２０時間が実用範囲でしょう。 電流値が５０ｍＡでも、暗い室内なら歩けますので、停電時には使えます。

懐中電灯にいれる

１００円均一の単一３本の懐中電灯にいれてみた、上：外観。
左：反射鏡に装填。　中：前後をかぶせる。　右：点灯、完成です。
ご希望の方が居られましたのでお譲りしました。もう、手元にありません。