LED_part9

ニュービートルの電球のLED化＜Part9＞番外編


================　＜　SUZUKI　Kei　＞　=================	Flux LED　ハイマウントストップランプ
		今回はスズキの軽自動車KeiのハイマウントストップランプをFlux LED24個で作成します。回路図は左図の通りです。赤色Flux LED4個を1グループとして1/2W 68オームの抵抗で制御します。
		実際のLEDの並べ方は左図の通りにします。隙間なくびっしりと並べることにします。赤点がアノード（プラス）、黒点がカソード（マイナス）です。同一色のものが1グループです。茶色のものは抵抗です。
		プリント基板で作るので、パソコンでパターンを作成、OHPシートにプリントアウトします。基板のサイズは、25×85mmにします。
		ポジ感光基板は、サンハヤトのカメレオンレジスト・ポジ感光基板を使用します。素材は使いやすいガラスコンポジットにします。サイズは、75×100mmのものにします。左は、エッチング済みの写真です。四隅には固定用に3.5mmの穴を開けます。
		左は穴あけ後、プリント基板用無洗浄タイプのフラックスを塗布し乾燥させた状態です。 Flux LEDの足は、抵抗などのリード線に比べて太いのでスルーホールは1ミリサイズのドリルで開けます。次は、LED等の半田付け作業です。
		当初、8-9-9-8の4列34個で設計しようとしましたが、ハウジング内に収まりきらないのであきらめ、この形に落ち着きました。半田付けは、Flux LEDの場合アノードとカソードに注意して間違えないようにします。抵抗は極性が無いので問題ありません。

		次に基板固定用の金具を作ります。サイズは左図の通りです。素材は、1mm厚のアルミ板を使います。点線が谷折り、波線が山折りです。
		折り曲げる前に、ボルトが通る穴を3.5mm のドリル歯で開けます。左図は折り曲げた後の形です。
		左の写真で上部の赤いものは、純正のハイマウント・ストップランプのレンズです。下部はアルミ板から切り出したばかりの取り付け用の金具の原型です。折り曲げ具合を試行錯誤しながらちょうどよい状態になるように決めます。

		基板と金具を合わせて取りつけた時の収まり具合もチェックします。ほんの少し大きすぎて入りきらなかったのでヤスリで削って調整してみます。この段階でリード線の先に口金を半田付けしておきます。口金は爪が左右対称、180度の位置についているBA15sを使用します。
		このようにして作った金具と基板をボルトナットで左図のように固定します。ネジは、呼び径3mm長さ6mmのなべこネジを使用します。
		金具の裏面に両面テープを貼り付けます。これを純正のハウジングに貼り付けて固定します。レンズをはめ込む前に点灯チェックをしておきます。

		金具の上に純正のレンズをはめ込むと金具を押さえ込むようなかたちになります。両面テープとレンズの押さえでがたつくことは無いと思われます。よしこれで、車体に取りつけて完成だと張り切ってコネクターを差し込んで最後の点灯チェックをします。しかし、ちゃんと差し込んだにもかかわらず無反応。点灯しません。電球でチェックすると間違いなく点きます。ということは、電源は来ているが+,-が逆ということか。
		そこで車体側からのハーネスとハイマウントストップランプの配線をよく見ると、コネクターの部分でねじれが起きています。電球では極性が無いので問題なく点きますが、LED はこれでは点きません。片一方のコネクターの端子を入れ替えればいいのですが簡単にはいきそうもありません。そこで、左図のようにコネクター間にねじれを補正するためのコードを作ることにします。コードの両端に細い平型端子をつけることで変換コードとします。当然、片側にメス、反対側にオスの端子をつけます。プラスに赤、マイナスに黒コードを使用し間違うことがないようにします。ちなみに純正のハーネスは、+が緑/白、アースが黒です。この件は、この車体固有のものか、製造工程が同じ車体全部共通のものかわかりません。
		ようやく完成です。単純そうなハイマウントでもLED化は一筋縄はいきませんねエ。
		Kei純正のハイマウント・ストップランプの取り外し方まず、カバーを取り外さないといけません。両脇2箇所で填め込んであるだけですが、正直固いです。下側に向けて引っ張ると外れてくるはずですが、壊れそうで怖いくらいです。カバーがとれれば、+ネジ2本で固定してあるのでプラスドライバーで難なくはずれます。

==============　＜　YAMAHA　JOG　＞　===============	Flux LED　テール＆ストップ
		ミニバイクYAMAHA JogのテールをFlux LEDで作製しようと思います。設計上のポイントとして、何かあったときすぐ純正に戻せることを目指します。 4直列のグループを5つで計20個の赤色Flux LED を使用します。バイクの場合は、テール点灯時にナンバー灯も同時に点灯するようにします。当然白色Flux LEDを使用します。2直列を2グループの計4個で設計します。左図で「追加テール」とあるのは、Flux LEDを 20個で作成したところ、Jogはリフレクターがテールの真ん中にあるため、昼間Flux LEDの点灯が認識されにくいので追加で入れたものです。
		LEDはプリント基板に、左図の通り配置します。テール＆ストップとナンバー灯は照らす方向が違うので、基板を別にします。
		プリント基板の配線は左図のようにします。抵抗は、テール用に1/4W510オーム(ちょっと暗すぎたのでもうすこし小さい値の抵抗にすべきであった）、ストップ用に1/2W68オームをそれぞれのグループに1つずつ入れます。車体からのテールとストップのプラス側コードにはそれぞれ整流ダイオードを入れ逆流しないようにします。ナンバー灯には、1/2W240オームの抵抗をそれぞれ入れます。ナンバー灯の電源はテールと共用です。
		左図は車体にプリント基板を取り付けるためのパーツの寸法です。1mm厚のアルミ板で作ります。穴の直径はとりあえず3.5mmにします。上部左右の穴が車体に取り付けるためのものです。レンズ固定用ネジで止めます。取り付ける際に穴の位置と大きさを微調整します。
		アルミ板を切り出したら、各部を折り曲げ左図のようにします。基板に合わせ6ヶ所穴あけします。 3.5mmのドリルで穴あけします。奥の4つがテール基板固定用で下2つがナンバー灯基板固定用です。奥の大きな穴はコードを通すためのものです。 5mmドリルで開け、リーマーで8mm程に拡張した後、ショート防止のためグロメットを付けます。
エッチング＆穴開け済みのプリント基板		左写真はエッチングとスルーホール穴開け済みのプリント基板です。基板表には、鏡面のカッティングシートを貼ります。
2つの基板を自作取付金具に固定		基板にLED等をハンダ付けし、基板を取付金具に固定したものです。ナンバー灯は当然ながら下向きに取り付けます。また、後で判明したことですが、ナンバー灯基板はLEDができるだけ車体前面方向に寄っていた方が、構造上ナンバーを照らし易いです。
リード線をハンダ付け		リード線も基板にハンダ付けします。赤：ストップ、白：テール、黄：ナンバー灯、黒：アースにします。黄はテールに接続します。
ナンバー灯側		車体との接続は口金を使います。口金は足に段付きのある2接点のBAY15dを使用します。 2つの接点のテールとストップの区別を注意しながらハンダ付けします。アースは口金の縁にハンダ付けしますが、口金をかなり熱くしないとハンダがのりません。やけどに注意しながら、余り大きな玉にしないよう上手くハンダ付けします。
車体に仮取付		車体に取り付けた写真です。これはテスト段階でまだレンズなしの状態です。本番ではレンズと取付金具を一緒にタッピングネジで留めます。
点灯チェック		仮留めで点灯チェックをしているところです。これはストップを点灯させています。
レンズ取付後の点灯状態		レンズも組み込み完成です。これは昼間ストップを点灯させた状態です。
昼間エンジンが掛かっているとき		昼間テールを点灯させても（エンジンが掛かっている時でも）点いていないように見えます。
追加のテール用基板（ブレーキ時も変化なし）		そこで、テールをもう1グループ追加することにします。ストップと同じ明るさで光量は5分の1のものにします。 4つのFlux LEDをストップと同じ1/2W68オームの抵抗で制御し、テール回路に追加します。基板はユニバーサル基板を使用します。これに 4つのFlux LEDを直列に配置してプラス側に抵抗を付けます。
追加基板を取付た状態		そして、テールからのリード線を繋ぎます。アースも配線します。この基板を強力接着剤セメダインスーパーXクリアで、元の基板の裏に貼り付けます。
夜間のテール点灯状態		これが夜間のテール点灯時の状態です。ナンバー灯もナンバーがくっきりと分かり問題ありません。ストップランプをLEDにした場合、Jogは純正の LEDストップがテール点灯時（エンジンが掛かっている間）に薄く点灯します。
昼間のテール点灯状態（実際はもっとはっきり点灯が確認できます）		昼間は、目立ちませんが点灯しているのが分かるようになります。
夜間のブレーキキング時		夜間のストップ点灯状態です。純正LEDストップランプも目一杯輝いています。テールとの差は歴然ですので、保安基準上問題ないと思います。

==============　＜　YAMAHA　JOG　＞　===============	Flux LED　フロント＆リヤウインカー
リア用基板のLED配置		ウインカーもすべてLED化することにします。リアはFlux LEDを4直列のグループを4並列で 16個使用します。それぞれのグループを1/2W68オームの抵抗で制御します。基板の形とLEDの配列は左図のようにします。車体との接続は、基板の裏側に差し込み用のプレートを付け、そのまま差し込めるようにします。
フロント用基板のLED配置		フロントは、Flux LEDを4直列のグループを 4並列と、2直列を1つの計18個使用します。 4個のグループには1/2W68オームの抵抗で 2個のグループには1/2Ｗ180オームの抵抗を使用します。車体との接続は、当初リヤと同様に考えて作業を進めていましたが、取付角度が問題で上手くいかないことが分かり、コードを介してプレートを差し込む方法に変更します。そのため固定はタッピングスクリューでハウジングに直接固定することにします。
プリント基板パターン		プリント基板のパターンは左図のようにします。リアが2セットあるのは、単にスペースが余ったからです。リアの基板の中央付近にある細長い長方形が固定用プレート（電源取り出し）の差し込み穴です。
JOG用ICリレー		ウインカーを全部LEDにするので、いままでの純正のリレーはハイフラになってしまうので使用できません。そこで、小さなアルミケースに入る大きさの ICリレーを作成します。ミニバイクの場合、発電機からの電流が綺麗な直流になっていません。そのためリップルが発生し、余分な点滅が起きてしまいます。乗用車用のICリレーより抵抗値を倍にして対処します。それでも時々、点滅が不規則になりますが、今はそのままにしてあります。これの原因がアース不良と後で判明。アースは確実に取らないとダメですね。
アルミケースに収めたところアルミケース外寸：45×35×25		アルミケース底部
純正リレーとの大きさ比較		純正リレーと比べても、殆ど同じくらいの大きさです。丸か四角かの違いだけです。
ICリレー配線 ICリレー固定		取付は、純正のリレーが設置されていたところに、純正のゴム製固定パーツを使って、同じように取り付けます。アースは車体のボルトに、クワ型端子を使用して固定します。いままで純正リレーに来ていた線とICリレーのプラス電源を接続します。 ICリレーの出力は、ウインカースイッチへ行くコードと接続します。　　　　アースはメーターカバー固定用ネジを利用
前輪からメーター付近を見た状態		インジケーターランプも付けてみます。 LEDの色はブルーを使うことにします。メーターカバーに5mmの穴をドリルで開けます。裏側から5mmの砲弾型青色LEDを押し込み接着剤で固定します。できあがりがうまくいきませんでしたが我慢することにします。トホホ・・・・
リアのウインカー基板にLEDをハンダ付け後		リアのR側完成品です。 LEDをハンダ付けする前に銀色塗料を基板に吹いてあります。
その裏側		リアのR側完成品の裏側です。真ん中から突きだしているのが車体に接続するためのプレートです。固定と電源取り出しを兼ねたプレートです。垂直、なおかつ真後ろを基板LED面が向くように微妙な角度をつけて接着してあります。この角度は試行錯誤の末、決定します。
それを車体に取付た状態		車体のコネクターに差し込んだ状態です。これだけで、タッピングネジなど使用しないで固定できました。故障の場合はすぐに、何事もなかったかのように抜くことができます。
点灯チェック前		点灯チェックをします。ウインカースイッチがまだ入ってない状態です。
点灯チェック、問題なし		スイッチを入れます。 OKです。接続はバッチリのようです
リアのコンビネーションランプがオールLEDに		左右とも差し込み完了です。これでオールLEDになりました。
昼間、L側ウインカー点灯		レンズを元通りにして、点灯します。純正より視認性は向上し、キレのある点滅がグッドです。
夜間、R側ウインカー点灯		夜間もバッチリです。 LED特有のツブツブ感はありません。気にしなければ、LEDだと分からないかも知れません
フロントウインカーの基板をハウジングに固定したところ		フロントは、ハンダ付け時にLEDの向きを変えて、正面、サイドどちらからでもLED がダイレクトに発光するようにします。 LED基板のハウジングへの固定は1本のタッピングネジを使用します。純正ソケットへはプレートで接続します。
レンズを取付		レンズを取り付けて完成。レンズはハウジングに数カ所のツメで固定されているだけです。 LEDが少し透けて見えています。
純正の電球差し込み口にプレートで代用		ソケットをしっかりと嵌めます
昼間、フロントの消灯時		ボディにウインカーユニットを取付ます。フロントの消灯時。
昼間、フロントの点灯時		フロントの点灯時。近くだと、LEDのツブツブが分かります。
夜間、フロント点灯		夜間のフロント点灯状態です。真ん中上部にポツンとあるのは自作のインジケーターランプです。
スピードメーターケーブルの取り外し		ついでにメーター照明もLEDにします。そのためには、メーターユニットを取り外さなければなりません。メーターユニットは、取り付けてあるネジを全部を外してから、スピードメーターのケーブルを分離させます。手で回せば外れてきます。
メーターユニットの裏側		Flux LED1つを使った簡単なものにします。メーター照明用の白色、オイル切れ警告灯は赤色、スピード警告灯は橙色と3色の Fluxでそれぞれ1つずつ使用します。白色Fluxは日亜、赤と橙色はキングブライト。抵抗は、白が390オーム（1/2Ｗ）赤と橙が360オーム（1/2W）を使用します。
抵抗をプラス側に入れます		リード線を折り曲げて完成







==========　＜　TOYOTA　スターレット　＞　=============	Flux LED併用　ストップライト＆ポジション
		スターレットのストップライトのLED化です。 LEDの配置は左図のようにします。Flux LED12 個と5mm砲弾型4個の計16個です。抵抗4つと CRD2つで電流を制御します。プリント基板のサイズはタテ30mm、ヨコ100mmです。プリントパターンは下図のようにします。（1箇所ジャンパー線で接続）
		1mm厚のアルミ板を基板の取り付け金具として作成します。谷、山折りで谷底に基板を取り付けます。アルミ板に直接取り付けはできませんのでショート防止用の絶縁シートを間に入れます。中央右寄りにある穴は配線取り出し用です。基板はボルトナットで固定し、さらにボルトの頭に接着剤をつけてガタを防止します。

		LED等の半田付けが終わり、基板を取り付け金具に固定した状態の写真です。これで車体に取り付けてテスト走行してみますと問題は特になさそうです。ところがテール（ストップ）球もLEDに交換したら問題が発生。ABS の警告灯がエンジンを掛けたと同時に点灯し、走行中も常に点灯してしまいます。そこで5Wのメタルクラッド抵抗を並列に接続することで対処します。これでABS警告灯は点灯しなくなります。
		左の写真は純正のバルブ固定金具に組み込み、車体に取り付けられる状態にしたところです。左右にあるネジ穴にタッピングビスを差し込み車体に固定すれば完成です。リード線の先端は純正のコネクターに差し込めるように細い平型端子（パソコン用）を使用します。車体側の配線でプラスは赤/緑、マイナスは黒/ 白です。
		車体に固定後の写真です。赤い部分は純正ストップライトの赤色レンズです。中央のグレイのパーツは純正の電球ホルダーです。下側の白いものが純正の取り付け金具です。下の写真が昼間ブレーキを踏んだ時の点灯状態です。


		Flux LED併用　ポジションランプ
		以前にニュービートル用に作成し大きすぎて使えなかったFlux LED併用のポジションランプを同スターレットに取り付けてみます。スターレットのポジションランプの取り出し口はかなり大きくNBと違って直接手で取り付けが出来ます。これは、問題なく取り付けることが出来ました。左の写真ではわかりにくいですが、中央のハロゲンランプの斜め左下です。2つあるように見えますが下側のものはヘッドランプのリフレクターに映り込んだものです。
中央部に見えるのが自作LEDポジションランプ		左の写真の中央にあるのが自作ポジションランプです。右側と下側に見えるものはリフレクターに映り込んだものです。
夜間ストロボありで撮影		夜間ストロボなしで撮影
夜間ストロボなしで撮影		夕暮れ時や夜間かなりリフレクターに反射しており視認性、明るさとも申し分ありません。頭部の4つの砲弾型LEDで視認性を確保し、サイドの4つのFlux LEDでヘッドライトのリフレクターに反射させ明るさを強化しています。

==============　＜　HONDA Dio　＞　===============	Flux LED併用　テールライト
現像中のプリント基板		HONDAのミニバイクDioのテールライトをLEDにしてみようと思います。先ず、テールライトユニットの内部構造を調べます。そして下図のようなものを考えます。タテ 3cmヨコ10cmの長方形の基板を作り、この四隅をボルトナットで固定するようにします。 LEDの配列は、赤色5mm砲弾型LED（台湾オアシス製）を20個と赤色Flux LEDを4個使用します。このFlux LEDは「しまりす堂」に新入荷したlumileds Super Flux LEDです。通常のFlux より高性能タイプ。さらに、ナンバー灯用に白色LEDを3個横向き（下向き）に使用します。
エッチング後のプリント基板		回路パターンを上図のようにします。 T：テール S：ストップ G：アース（基板側から見た図で赤色の線はジャンパー線）パソコンで作ったパターンをOHPシートにプリントアウトします。これをガラスコンポジット感光基板に焼き付け、現像、エッチングと手順を踏んでプリント基板を作製します。ここで失敗。パターンを裏返して焼き付けするのを忘れてしまい左右が反対になってしまいました（上図のパターンが正しい）。逆になってもリード線が反対側から出るだけのことなのでそのまま進めることにします。基板が完成したらフラックスを塗布して乾燥させます。その後専用ドリルでスルーホールを開けます。 Fluxと定電流ダイオード、金属皮膜抵抗は1mm、その他は0.8mm。穴開け作業が済んだら、LEDなどのパーツを基板上にハンダ付けします。
ハンダ付け完了テールライトユニットにボルトナットで固定		ハンダ付け完了後の基板を真上から撮影
ハンダ付け完了テールライトユニットにボルトナットで固定		ハンダ付けが完了し、いよいよバイクに取付作業にかかります。基板上に開けた四隅の穴の位置をバイクのテールライトユニットにマーキングします。マーキングした位置に、3.0mmのビットを使ってドリルで穴を開けます。 3mm太さの少し長めのボルトを基板側から通し、ライトユニットの裏側にナットで固定します。手が入らないので下側のナットはちょっと苦労します。なんとか4つのナットを締め付け固定できてほっとします。リード線はテール、ストップの場合分岐タップで車体側の配線から取ります。間違えないようテスターでチェックします。アースは丸形端子で車体に直接固定します。エンジンをかけて点灯チェック。テール、ストップ、番号灯のすべて OKです。昼間のテール点灯状態は、ノーマルでは薄赤く点としてしか認識されませんが、今作では帯として赤くはっきり見えます。ブレーキ時もノーマルでは電球の中心だけ赤で外周はうす赤に見えますが、今作ではテールレンズ全体が真っ赤に点灯します。夜間のテールはユニット全体が真っ赤に点灯します。ほぼノーマルのブレーキ時の明るさです。夜間のブレーキ時は後続のドライバーが直視できないのではと（大げさ？）いう程の明るさで存在をアピールします。
昼間テールを点灯		昼間ストップを点灯（写真で黄色の部分は実際は真っ赤です）

==============　＜　VW Polo 2004 　＞　================	Polo（2004） STOP
足を短くカットした5mm砲弾型LED		友人のPoloのストップランプをLED化することになりました。 Polo（2004）のストップランプは、W球ではなく、ブレーキ時専用となっています。純正は普通の白色21Ｗ電球です。 5mm砲弾型LEDの足を短くカットします。プリント基板に直付けしますので足にある節の上の位置でカットします。＋ーはLEDの極の大きさで判断します。大きい方がーです。作り方やパーツは、Flux併用リヤ・ウインカー球と同じです。違いは、赤色のLEDを使用することだけです。
5mm砲弾型LEDを基板にハンダ付け後		それの裏側、抵抗は1/2W75オーム
横から見ると		以上で上部ができあがり。次は下部のFlux部の作製です。強度を持たせるために基板にハンダ付けし、更に空いている上側の足もハンダ付けします。これでガッチリと固定できました。上部と下部をドッキングさせて接着剤で固めます。この時、下部のアースの反対側に0.8mmの穴を開け、上部のアース線を通します。抵抗のリード線にFlux部のプラス線をハンダ付けします。 1日ほど置いてから口金を取付ます。プラスチック製のカップをLED部分と強力接着剤で接合します。アース線を180度の位置で2ヶ所通し、口金にハンダ付けします。センターの抵抗のリード線を口金の底にハンダ付けして完成。
完成品を横から撮影		斜め上から撮影
丸で囲んだ部分にあるプラスチックのノブを回してテールライトユニットを外す		いよいよPoloに取付です。まず、テールライトユニットを外します。写真の位置にあるノブを手で回してゆるめます。完全に緩むと、テールライトユニットの固定が解除されます。あと2ヶ所ツメで留まっていますので、これだけでは外れてきません。少し持ち上げ気味にゆっくりと引っ張ればユニットが車体から分離できます。この状態ではまだハーネスが繋がっていますので、球の交換はできません。ロックを指で摘みながら、コネクターを引き抜きます。これで完全にユニットがフリーになります。
ハーネスがまだ繋がっている状態		ユニット裏側にある白い樹脂製のものが回路と電球のソケットになっています。電球の代わりに製作したLED球を取付けます。点灯チェックしてみます。おお明るくて素晴らしい！でもちょっと様子がおかしいぞ。純正のハイマウントLEDが薄く点灯しています。やっぱり、電球のように微電流を消費することができなくて LEDが通電していることを表示してしまいます。これでは、一般公道を走れません。ニュービートルの時と同様にリレーで処理することにします。配線を済ませてやれやれやっと作業が終わったということで自宅でくつろいでいると、友人からメールが・・・。テスト走行していたら、メーターパネルに異常ランプ（EPCとエンジンチェック）マークが点灯してしまったというではありませんか。翌朝、とりあえず全てを純正仕様に戻し対策は後日にします。
純正仕様（ノーマル）		ストップランプをLED球に交換した状態（赤数字はコードの番号） 3番がストップランプのプラス（コード色は黒/赤）
L側ライトユニットを取り外した状態、抵抗は未設置純正のステーの止めネジを利用してこの写真の上部（ステーの上側）にアルミでステーを作製し取り付けます。		R側ライトユニットを取り外した状態、抵抗は縦に取付けてある
昼間ストップ点灯時真後ろから撮影		対策は、電球が付いていると車のコンピュータに認識させるようストップの回路に並列に抵抗を入れることにします。これでは省エネになりませんが、LED化が目的であるなら仕方ありません。ライトユニット後部が収まるボディのくりぬきの奥に、セメント抵抗にアルミの放熱版を付けて固定します。セメント抵抗はリード線の付け根が弱いので、コードがブラブラしないよう特に気を付けます。タイラップで要所を留めます。セメント抵抗のリード線の一方はアースし、もう片方はハーネスの3番にワンタッチコネクターで接続します。アースポイントはL側にあります。 L側は隙間が少ないので工夫してできるだけボディに接触し外部からの力が加わらない位置に固定します。R側はお誂え向きに丁度良い穴が鉄板に空いていますのでこれを利用し固定します。
L側ストップ（昼間点灯時）ほぼ真横から撮影		R側ストップ（昼間点灯時）ほぼ真横から撮影