Do It Yourself 〜 自作LED照明

夏場になると、我が家のリビングは温度がかなり上昇する。
水槽用クーラーが稼動すると、室温は更に上昇してしまう(-_-;)
メタルハライドランプだけでも150Wと24Wがあり、電気代も高い。
それで、最近注目されつつある低消費電力かつ高寿命のLED照明に注目。



2009/6/12 秋葉原のラジオデパートで、口金:E26、 LED数:45個の商品を4個購入。 青2個と白2個を選んだ。

更に駅前の小さなお店でLED50個を購入。CRD(定電流ダイオード)や
AC100V→DC12Vに変換する電源や半田ごて、ニッパ、テスター等も購入し、Do It Yourselfに初挑戦! 
インターネットで少々調べた知識と、お店の方のアドバイスを参考にして、
以下の回路図で試作してみた。若干苦労しつつも、2時間程度で試作の1号機が無事完成。



既製品4個、自作1個のLED照明で照らした水槽写真は以下の通り。


60cmX45cmX45cm水槽の場合、1/3程度がそれなりに明るくなっている程度。


60cmX45cmX40cm水槽の場合、全般的に暗かったが、写真ではそれなりに見える。

主に、この珊瑚水槽で使うことにした。
期待はしていなかったが、これでは補助的ににしかならないか(^^;
LEDの数の合計は、45個×4+50個=230個もあるのだが。 全部で12W程度だと思われる。


翌日2009/6/13 連日、秋葉原へ。秋月電子で大量の部品を購入。


同じ要領で、合計LED数114個の照明2号機を製作。白色LED 100個+青色LED 14個。
青色が入っているのは、基板上に場所が空いていたから。
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メタハラ24Wの他、LEDの数の合計は、45個×4+50個+114個=344個。
LED照明だけの場合は、18W程度だと思われる。

2009/6/14 自作1号機に青色LED72個追加。
合計青色LED122個となり、メタハラ24Wは取り外し、LED照明のみとした。

2009/6/15 秋月電子通商 - 電子部品・半導体 【通販・販売】で購入した青色LED150個到着。
2009/6/17 また、秋葉原の秋月電子で白色LED120個、赤色LED30個、緑色LED30個購入。
ほぼ同じ要領で、自作3号機(LED合計144個搭載)を製作。
結構、明るくなってきた。まぁ、これだけ使えばね・・・(^^;

2009/6/18 自作1号機に赤色6個、緑色3個を追加。

2009/6/20 自作2号機に青色、緑色、赤色各9個を加え、LED90個搭載した自作4号機を製作。


2009/7/1、 12V 3.8Aの45W級ACアダプタ電源を購入し、自作1号機と3号機を統合し、A号機とした。
それに青色、緑色、赤色各20個を加え、LEDを335個搭載した。


2009/7/4 残りのLEDを全て使用。サンゴ水槽はLED合計800個を搭載し、合計48.4W。
残りの既製品8.8W分は魚水槽の予備とした。



2009/7/15,16,19、 12V 3.8Aの45W級ACアダプタ電源を追加購入し、自作2号、4号、5号機を統合し、B号機とした。
A号機、B号機にLEDを159個追加し、サンゴ水槽はLED合計959個搭載し、合計58.1W。

撮影日:2009/07/19


我が家のLED照明は、人に見せるものではないし、売るわけでもないので、見栄えは良くないが、
上から見るとこんな感じ。この角度からは初公開!
半田付けはキレイではないが、比較的短時間で製作できたと思う。

色は最初は白色と青色、後に光の3原色である青・赤・緑を増やしていった。
赤色の強度が強いので、場所によっては、赤色が強く感じられる。

適切なLED数もわからず、試行錯誤しながら、増設していったので、基板は付け足していく形となり、
電流容量も1Aから3.2Aへ増やした。大地震で大きく動いた場合、VDDとVSSがショートする可能性も
あるかもしれないので、もう少し改良が必要だろう。

LEDは中国製なので比較的安価だが、それでも、959個も使えば、かなりの価格になる。
もっと高輝度の物を使えば、数量は減るのでは?と言われそうだが、その通りだろう。

LEDといっても、発熱はあるので、LED搭載基板が入ったアクリルの容器の蓋は、僅かに開けている。
このアクリルの容器の耐熱温度は80度。おそらく、それよりは下だろう。

それより、海水がかかったら、大変である。ガラスの蓋と、クリアファイルをはさみで切った物を併用し、
ほぼ閉鎖した上に、100円ショップで買った大きな網目模様の白色の??で補強した上に、LED搭載
基板が入ったアクリルの容器を載せている。

肝心のサンゴの調子は、添加剤の好影響もあり、良いようなので、我が家のLED照明でも十分いける
ことを証明したと思う。まだ暗い気はするが・・・

大きな失敗は無く完成したので、嬉しいが、単なる自己満足かもしれない。

ちなみに精密機械科だった大学4年の時の研究テーマは「移動ロボットの二次元的位置測定」。
測定系の研究室で、FA(Factory Automation:工場における生産工程の自動化を図るシステム)
に関連していたと思われる。

ロボット(当時は単にLEDが載ったユニバーサル基板)の位置を知ろうとするものだったが、
自分達が1年目だったこともあり、LEDは2個搭載させただけ。強度方式と位相方式を採用した。
位相方式(位相のずれ?)は、学年トップの成績だった相棒が考えたアイデアだったが、
サッパリ理解できなかった。強度方式は、単に2個のLEDの強度と指向性を利用した単純な方法
だったが、LEDの取り付け方で結果が変わってしまう、いい加減な方式だった。
ただ、2年目には、後輩の頑張りで、LEDとロボット(LEDが載った基板)の距離は、
当時の約30cmから1mを超え、かなり進歩したと伝え聞く。


2009/8/17,18,19、 19V 3.2Aの60W級ACアダプタ電源を某用途目的で購入したのだが、
使用できないことがわかり、仕方なく? 新たに自作C号機(LED165個搭載)を製作。
メイン水槽に使用することとした。
CRDとLED5個を直列してみた。見た目の明るさは想定通り。
過去に製作した自作B号機とC号機についても、気になっていたVDDとVSSの配線も太目の配線を加え、
強化した。LEDもそれぞれ24個追加。これで電力を考えると、限界かな。
サンゴ水槽は61.0W、自作合計は70.4Wとなった。

2009/9/13 既製品1個と自作品1個をサンゴ水槽へ移動。

2009/10/12 自作品にLED追加。

2009/12/12,29 自作品を分配して、再配置。
2010/01/10 配分変更。
現在、以下の通り。

2010/01/10

自作だと安いが、それでもかなりの出費となった。 かなりの数量を搭載しないと明るくならない(^^;
発熱量が減ったことに期待しよう。

他にもかなり高輝度のLEDは売っているが、放熱板が必要になるようだ。

2011/02/06 試しに、一般のLED電球(26型,6.9W)をサンゴ水槽に取り付けてみた。
2.2WのLED電球を外して、6.9Wに変えてみた結果、やはり少し明るくなった。
あくまで補助的な明るさだが。一般用は青色が無いのが残念。

2011/02/21 次々と優れた新商品が発売されているが、気になった比較的安価な製品を購入。
グランクリエイト24W (照射角度60度,青8白4)という商品。これは明るい!
サンゴ水槽に一般LED電球6.9Wの2個めとと合わせて追加してみた。

メタハラ24Wと蛍光ランプ18W(1本分)はOFFした。
以前より明るくなり、電気代は少し節約できたはず。
今まで自作で使用していた小型LEDでは限界なので、今後は既製品購入予定。
LED照明グランクリエイト24Wはかなり明るいが、 照射角度60度でなく、80度のタイプの方が、この水槽には合う。

2011/02/28 更にグランクリエイト24W (照射角度80度,青10赤2)を購入。 蛍光ランプは外せたが、メインのランプにするためには、まだ物足りない商品。
90Wの製品も発売されるらしいが、それは明るすぎるかも。中間ぐらいの明るさの商品が欲しい。
夏までには、他に水槽もなんとかしたい。

2011/03/01 一般のデコライトLED電球4W (照射角度120度, 白色)を購入。
悪くはないが、やはり海水用は青色が必要だ。

2011/03/12 前日の地震で海水があふれ、飛び散り?基板がショートして壊れたので、 一般のデコライトLED電球4W (照射角度120度, 白色)を追加で取り付けた。
悪くはないが、やはり海水用は青色が必要だ。

2011/03/21 海水魚水槽の一つLED電球を一般のLED電球(26型,6.9W)に変更。
デコライトLED電球4Wは淡水水槽に取り付けた。
2011/04/03 更にグランクリエイト24W (照射角度80度,白8青4)を購入し、 海水魚水槽(第1水槽))へ。
これで水槽2本は完全LED化。あとは3本目だけ。
2011/04/10 更にグランクリエイト24W (照射角度80度,青8白4)を購入し、 第3水槽へ。
2011/04/12、更に一般LED電球を追加し、全水槽の完全LED化完了。
2012/02/06、暗いので、一部の自作LED基板を撤去。
2012/11/16、一つ壊れたので、交換。
2012/12/01 グランクリエイト24W (照射角度80度,青10白2)を追加購入。自作品は外した。

2012/12/01