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<<   作成日時 : 2007/05/19 00:00   >>

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リニューアルする前にも掲載していた記事ですが新たに作成しました。

最近は電球のヘッド(テール)ライトを装備している車両の方が少なくなりました。
とは言え、電球装備車を所有している方は多いでしょうし、自作した車両等には光源さえない…光らせるなら一定の光源を確保できて低燃費のLEDにしたい…でも電気回路・電子部品がわからない…
そこでこの記事を参考にしてもらえればいいかと。
加工は自己責任で。責任はとれません。
【画像は拡大して見てください】

まず加工に必要な物から説明しましょう。
あ。これはあくまでも私的なやり方なので。そこんとこお願いしますm(_ _)m
ヘッド(テール)ライトを作るには・・・

  • LED(橙・電球色・赤など)
  • ダイオード
  • CRD(定電流ダイオード)、15mA程度の物

基本はコレだけです。後はハンダ・半田ごてなどの工具ですね。

加工に入る前に部品の説明をしましょう。

【ダイオード】
最近話題の半導体の一種です。
アノード(+)およびカソード(−)の二つの端子を持ち、電流を一方向にしか流しません。
なのでアノードからカソードへは電流が流れますが、カソードからアノードへはほとんど流れません。この作用を整流作用といいます。ダイオードは、p型とn型の半導体が接合され、PN接合とも呼ばれます。この場合、p型側がアノード、n型側がカソードとなります。
ここではLEDにかかる逆電流・逆電圧を緩和するために使用します。

【LED(発光ダイオード、Light Emitting Diode)】
電流を流すと発光する半導体素子。
アノード(+)とカソード(−)の2つの極性があり、アノードに+、カソードに−の電圧がかかると、わずかな電圧で電流が流れ、発光します。 最近では赤、緑、橙に加え、青、白、紫、電球色と言った色の種類も増えました。そして青色ダイオードが実用化されたため、赤・青・緑の光の三原色が表現できるようになりました。
最近増えているフルカラーLEDの行き先表示などはこれのおかげですね。
LEDは電球に比べて、寿命が長い・消費電力が小さい・熱をあまり持たない・明るいなどの利点がありますが。極性が決まっていて、逆電流では点灯しません。その上逆電圧にはあまり強くなく、寿命を短くする原因にもなります。ここではその点もカバーしていきます。

【CRD(定電流ダイオード、Current Regulative Diode)】
名前の通り、順方向の電圧(アノード→カソード)をかけた場合、電圧の大きさにかかわらず、一定の電流が得られるダイオードです。LEDに電流を流しすぎると壊れてしまうのでこの定電流ダイオードで電流量を制限します。これは抵抗でも可能ですが、計算などの手間を省き、分かりやすくするためにCRDを使います。ここでは電流量を定格15[mA]になるCRDを使います。

画像 画像
↑コレがCRDです。種類が多いので形状はまちまちですがコレが一番手頃です。
真ん中の素子の部分に青い線が入っているのが見えます。この線が入っている方がカソード側(−側)になります。
画像 画像
こちらはLEDです。電極の所を見てみると大きいのと小さいのがあります。
この電極が大きい方がカソードになります。この電極には隙間がありますがここで発光しているわけです。また、2本の足の長さが異なっていますが長い方がアノード側です。LEDはここでも見分けることが出来ます。
画像 画像
ダイオードにも形状は色々ありますがここではCRDと同じ形状の物を選んでいます。基本的な構造はCRDと同じです。
では加工に入りましょう。
まず回路図です。
画像

電気を知らない人にはチンプンカンプンでしょうがこれが今回組むライトの回路になります。
順方向電流の流れ方は、CRD→LED→ダイオードの順です。
スピード(電流)を上げていってもCRDがあるのでLEDには一定電流しか流れません。
なのでスピードを上げても気にする必要はありません。
では進行方向を逆にすればどうなるでしょう?
LEDは逆電圧では光らないのでヘッドライトは点かずにテールライトが点灯するわけです。
(車体に取り付ける時にヘッドライトとテールライトは極性を反対にしなければなりません。詳細はのちほど。)
しかし、LEDに逆電圧が加わると負担になります。
この負担を軽減するためにダイオードがあるわけです。言わばフィルターのような役目です。
以上の事を頭の片隅に置いて組み立てていきましょう。
組み立てはいたって簡単です。半田ごてを使用するので火傷に注意してください。
各部品を接続する時に、「アノード・カソード」とが接続できていれば大丈夫です。
なので、「CRDのカソードとLEDのアノード」・「LEDのカソードとダイオードのアノード」をそれぞれハンダで接続していれば正解です。
↓完成品はこの用になります。
画像 画像
こんな感じに組み上がれば完成です。あとは取り付けるだけ。
(これをekライトユニットと命名)
取り付け方ですが進行方向に向かって右側が+の電流になります。なのでヘッドライトはCRDのアノードが右側にくるように取り付ければ正解です。テールライトの場合、今、向いてる方向と逆の向きに電流が流れたときに点灯すればいいわけですから、左側にCRDのアノードがくれば正解です。この時、ヘッドライトの方には逆電圧が加わっていますがダイオードの効果で無効にしているわけです。運転台や床下ユニットは車両で異なるので各自で工夫してください。
画像KATO103系に取り付けてみました。画像はヘッド・テールが分かるように加工しています。室内灯も搭載してます。
室内灯の作り方はコチラ
これでより明るくなった電飾の完成です☆



短時間で出来る加工なので結構オススメです。
LED搭載車でもLEDの部分を換えるだけでいいのでお試し程度に挑戦してみてはいかがでしょうか?
加工する時は怪我等に注意してくださいね。
質問・疑問などありましたら気軽にコメント下さい。
次回は室内灯の自作方法をお送りします。

室内灯をLEDで自作しよう!

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コメント(10件)

内 容 ニックネーム/日時
こんにちは。TOMIX製のEH500一次型を白色LED化に成功した為、同じくTOMIX製の三次型の電球色LED化改造を試したところ、三次型では、走行すると切れてしまいます。同じ方法で改造したのに一次型では切れずに、三次型では切れる理由が知りたくて、もし知っていたらと思いコメントさせて頂きました。15mAのCRDを使用し、LEDを繋いだだけの回路ですが、メーカーのLED交換だけでは、どちらも走行させなくても切れましたので、抵抗が足りないと考え、簡単なCRDにしましたが、一次型のみ成功、三次型は何回も同じ方法でも切れてしまいます。宜しくお願いします。
スター
2008/01/22 15:10
コメントありがとうございます。
EH500一次型、三次型の回路がどうなっているかわからないので詳しいことは言えませんが可能性としては・・・
LED、CRDの極性が誤っている。(アノード、カソードが反対)
LED自体の耐圧が弱く逆電圧、過電流で破壊された。
回路がどこかで短絡(ショート)していた。
このいずれかではないかと思います。
もともとLEDを搭載している分を交換するなら基本的にはCRDは不要です。LEDだけを交換すれば問題ないと思いますが・・・
EH500の回路構造がわからないので曖昧な答えしかできませんが参考にしてください。
加工するときはパーツの破損や怪我に注意してくださいね。
ek
2008/01/22 15:57
お返事ありがとうございます。三次型についても、試験点灯だと問題なく点灯しておりまして、動かすと切れてしまいます。本当に謎です。メーカーの基盤の製品番号も同じであり、同じ方法で切れてしまう理由が凄く謎で、色々とネットで色々と調べておりましたら、貴殿のページを発見し、質問させて頂いた次第です。
電球色を使用する前にも、一次型で成功した白色LEDを使用しましたが、同じく切れてしまいす。逆電圧、過電流で破壊された。が、やはり濃厚でしょうか?当方、電気の事は詳しくないので、めげておりまする・・・。色々と、ありがとうございました。
スター
2008/01/22 23:03
当ブログを参考にしていただきありがとうございます。 一度モーターを外して点灯させてみてください。それでLEDが光った場合、LEDは生きています。私も以前、自動点滅のLEDとマブチモーターを並列でつないだ時、点滅しなかったことがありました。
理由はわかりませんでしたがLEDは生きていました。
もう少し勉強してわかり次第、記事にしたいと思います。
ek
2008/01/30 23:08
私の為に、ありがとうございます。一度つかなくなったLEDを見ましたら、茶色くなっており、焼けた感があります。そして、モーターから外して実験もしましたが二度とつきませんでした。LEDは、焼き切れたのでしょう。耐圧異常の負荷がかかった思われます。何故、CRDを使っているのに、一次型では切れずに、三次型では切れるのか。謎だらけです。そのうち、TOMIXの基盤は壊れるし・・・。諦め系ですね・・・。しかし、不思議です
スター
2008/01/31 11:41
こんにちは。電気ど素人の者です。
たまたま家にありました、余りの30mAまで流せる白色LEDがありまして、そちらを使いましたら、無事に点灯しました。クリアーオレンジを添付し、見事電球色の様になりました。ありがとうございました。ただ、こちらのLEDは、単品で購入したものではなく、高価なのが難点です。色々とありがとうございました
スター
2008/02/05 12:58
点灯おめでとうございますf^^;
もしかして電力不足でいたかね?
こちらも勉強不足ですいません。
コストが純正品を超えてしまったら自作のメリットが欠けますからね。機会があれば電子パーツ屋で探してみてください。電球色なら1つ160〜200円ぐらいです。まとめ買いすればもう少しは安くなりますよ。
ek
2008/02/10 00:04
はじめまして、貴殿のページを参考にグリーンマックスの点灯加工をしようかと考えているのですが、もし常点灯を組み込むとした場合はどのような加工が必要となりますでしょうか。もしご存知であればご指導いただきたく書き込ませていただきました。
たかヤン
2008/02/24 20:38
コメントありがとうございます。
TOMIXの常点灯のユニットを組み込むんですか?もしユニットを組み込むなら設置場所の加工などが必要かもしれません。室内灯ならそのままでOKです。自作する場合は、LEDに対してコンデンサを並列に組み込んでやれば常点灯の効果が得られます。この加工は少し難しいと思いますが、やる価値はあると思います。
詳しい答えを出せなくてすみません。
いい加工方法が見つかれば記事にしたいと思います。
ek
2008/02/25 23:03
ek様早速のレスありがとうございます。室内灯ではなくヘッドとテールライトに挑戦しようか考えております。さすがにTOMIXの常点灯を加工してと思ったのですが、基盤に余裕がないのと基盤自体のスペースがもったいないので自作できればと考えている次第です。まずは、入門で常点灯なしで作成してみます。ありがとうございます。
たかヤン
2008/02/26 22:04

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