3G＿１００円の懐中電灯に、単三４本をいれてみる

単一電池２本使用の懐中電灯には、多くの種類があり、価格も形状も楽しめます。
１００均一店でも入手出来、これを改造するのは、楽しくて気が楽です。

電池４本、６Ｖの物は少ないので、実験用に改造です。

画像上は、手をつける前、下は、出来あがり

1. 最初に、頭の部分を回して外します。

2. 次に、スイッチの部分を引き抜きます。 スライド部分の樹脂に金具がＶ字になったものが取れます。
   横から－ドライバーなどを差し込み、これを２個に分解します。 金具を元の形状のように、少しそらした直状に戻します。

3. 筒の中の－側の金具を、外します。はとめをドリルなどで壊して引き抜きます。

4. 懐中電灯の後部の黒色の輪になる部分を、 長いドライバーで中からこじいて外します。
   外してからこの黒色の爪はニッパーで切り、 横から見たときに内側に出っ張りがない様に平らにします。 この部分がでこぼこしていると、－側の金具がうまく収まりません。

5. 必要部品を全部外した円筒が残ります
   －側から６０ｍｍ位の処をのこぎりで輪切りにします。 切り口をヤスリなどで綺麗にします。

6. ４．で外した黒色の樹脂を、５．の円筒の後部に糊付けします。
   瞬間接着剤では接着できません。 ここでは、強力な２液性のエポキシ樹脂を使います。 コニシボンド、Ｅタイプを使いました。２液を混合してから、 ドライヤーなどで少し暖めると柔らかくなり作業がしやすいです。 動かないように、セロハンテープなどで固定して、一昼夜放置します。 その後セロハンテープをはがして、ナイフ又はヤスリで整形します。

7. －側の金具を加工します。円筒の中に金具をいれ長さを決めます。
   はとめの孔の位置で長い金具を切ります。 これは、糊付けがうまく出来なくて、強力両面テープで固定します。

8. ２．で外したスイッチを元に戻します。
   円筒の中へ金具を上下を間違えないように入れ、少し前後に動かし、 ７、の金具と常時うまく接触するのを確認します。回路上のスイッチは、 この金具が前後に動いて、頭部の傘状の金属と接触した時に、 電流が流れます。
   その後、２．で外した樹脂を外側から差し込み、 スライドする金具の孔に丁寧にいれます。前後に動くことを確認します。

9. 動作を確認するために、単一電池をいれて点灯を確かめます。完成です。

電池ケースの工作

単三電池４本用の電池ケースに、＋側と－側の電極を追加します。

電池ケース自体には加工は必要ありません。
天地に電極を追加するだけです。

1. ２０ｍｍ角の薄い銅版を２枚用意します。 絶縁をする目的で厚紙に両面テープで貼りつけます。
   
2. 次に、電池ケースにスナップを取付け、 －側の黒線をケースの中心部にあいている孔を使って反対側に出します。
   
3. －側は、絶縁の為に２５ｍｍ角の厚紙を２～３枚両面テープで貼りつけ、 その上に１．の銅版を貼りつけ、黒線を半田付けします。
   
4. ＋側も同様にしますが、電池スナップがあるので、 隣に５ｍｍくらいの高さまで厚紙を両面テープで貼りつけます。 その上に、１．の銅版を貼りつけ、赤線を半田付けします。完成です。

＋側電極

－側電極

電球の考察

白色ＬＥＤを使って電球の代替を考察します。 ここで、明るさを採るか、長時間点灯を採るかが問題です。
通常の懐中電灯は、電球を使用し、電池の電圧が落ちてくると明るさも低下します。 折角、最先端の白色ＬＥＤを使うのに、同じでは脳がありません。 つまり、長時間同じ明るさを保つような回路の考察です。
電球との代替とすれば大きさが問題です。 そこで３ΦのＬＥＤを４個使うことにします。

図１

図２

図３

1. 一番多く使われているのは、図１の回路です。 電池の電圧が落ちてくると明るさと共に消費電流も少なくなります。 最後は泣きそうな状態で点灯しています。

2. 図２は、定電流回路です。ＦＥＴを使っています。 市販されている定電流ダイオードの中身はこれと同じＦＥＴです。 定電流領域の範囲が５Ｖ以上必要で、電池の機器には適当ではありません。

3. 今回の回路は、図３です。 ＦＥＴで定電流を作り、トランジスタのベースに注入しています。 定電流値とトランジスタのＨｆｅを掛けると動作電流が計算できます。

図４

図５：完成した物

回路はＬＥＤが４個なので図４の回路になります。 部品を調達してピリケン球の口金にいれて完成です。

使用部品

Ｑ１：２ＳＫ３０、Ｒ１：３ＫΩ（調整が必要）、Ｑ２：２ＳＤ４９２、 白色ＬＥＤ３Φ４個
ピリケン球口金、基板少々、ヒシチューブ少々

幾つか作ったので、特性のテストです。 定電流特性も、希望道理に出来ました。完成です。
動作電圧、６～３．５Ｖまで、電流は５０～６０ｍＡです。

点灯結果はどうかな。実用になるのかな

右の画像は、別に購入した同じ懐中電灯です。単一電池２本使用です。
電池の隣は、単三電池を単一電池に変換するアダプターです。
で、全部を使うと単三電池５本になります。 同じＬＥＤ電球で実験すると少し熱くなりますが、大丈夫でした。

電球の考察・その２

５Φの白色ＬＥＤを使っても電球の代替を考察しました。
前掲の回路図と同じです。テスト結果も掲載しました。

図７

図８

図９

図１０：完成したもの

1. 図７は、よく使われる抵抗器を挿入した回路です。
   図１１では、４．５Ｖ用（Ｒ１：黄色）と、６Ｖ用（Ｒ２：水色）の ２件のデータを記載しています。
   電池の電圧によって電球を変更しないと壊れます。 電圧の低下と共に明るさも落ちます

2. 図８は、定電流回路です。ＦＥＴを使っています。 市販の定電流ダイオードも同じ特性です。
   図１１では、Ｂ：赤色で示しています。 定電流領域は印加電圧が５Ｖ以上必要です。

3. 図９は、図１０の回路です。
   図１１では、Ａ：青色で示しています。理想的な定電流特性です。

4. 図８の回路は、もう少し電流を落とせば、 印加電圧が２０Ｖ位まで定電流で使えます。
   

5. 図９の回路は、電流を落としても発熱するので１２Ｖ位までが限度です。