LED懐中電灯の大改造

中華LED懐中電灯の接触不良を改善するためにいろいろ考えているうちに1年が経過してしまい
結局いろいろ考え大改造となりました。

画像をクリックすると拡大されます

実は買ったものは一つも無いのですがいろんな景品などで頂いたものばかりです。
この手の懐中電灯は外観が違っても構造はほとんど同じ。欠陥部分も引きずっています。
LED懐中電灯の不具合、電気系統に接触不良部分が有り光がちらつきます。

分解するとこんな感じ

原因はLED基板の（－）電極接触不良・（－）電極はLED基板と外筒に挟んであるだけ、これが不具合の根幹です。外筒がアルミ素材のため（－）電極を簡単かつ安定に固定することが困難？
SWの取り付け部分にも接触不良の危険をはらんでますがこちらは接触部分にバネ材が使われていますので問題は少ないでしょう。
その他、電池ケースの極性がわかりにくい・単４電池を挿入するようになっているが挿入方向がわかりにくい。　さらに単４電池を使うコト、買い置きが私としては煩わしいモノとなっています。

簡単に治す。
電池からの（－）回路はSWを通過後ケースを利用してLED基盤を接続されてます。
この基板との接続は何となく挟まっているだけ。バネ材やネジ止めなんてことしていません！

外筒に穴をあけリード線をビス止め

外筒（ケース）にリード線をネジ止め　（アルミケースなのでハンダ付けは困難）　で回避しました。
小穴が見えるのがビス止め位置。
内部には余裕は少なく２mmビスで固定しています。ケースの外側にも出っ張りが少なくなるようにケース側にタップを立て中側から止めています。

リード線の反対側はLED基板の（－）側へ。組み立てのことを考えリード線はケースに沿わせ余裕を見て組み立てます。
透明のLEDカバーを押し込めば出来上がりです。
SW部分の接触不良についてはバネ材で圧接しているので取りあえずガマン！！


もう一つの方法
私としてはこの方法が気に入ってます。
但し、原形を留めない大改造です。
USBプラグの付いたランプユニットを作ります。
単４電池の買い置きが煩わしかったので最近はやりのモバイルバッテリを使うことにします。
これは秋葉原で￥２００で購入できます。信頼性は？？ですが今まで故障はありません。
電池はリチュウムイオン電池で自己放電も少なく充電器一体型ですからニッケル水素電池のように使おうと思ったら電池切れなんて云うコトはまずありません。
万一モバイルバッテリユニットが壊れたら同様のモノは沢山売られてますので心配いりません。
懐中電灯のアルミケースを必要な大きさに切り詰めます。
長さはUSBプラグの大きさで決まります。

私は２４mmに切りましたがこれがほぼ最小です。
このUSBランプは市販品も有りますので考えようによってはマヌケな工作です。どうしても不具合のある懐中電灯を使いたい。その一心です。
青い方は購入品で￥３００～程度で買うことが出来ます。
*　どう云う訳か最近は品薄で暗いモノしか無い。

切り取った外筒にLEDユニットを取り付ける部品を作ります。左側のリングと蛇の目基板で作ったUSBプラグを固定する板。

注意点はモバイルバッテリの出力電圧は殆どの製品が安定化５Vです。　
懐中電灯のLED基板は単４三本　４．５Vで使います。電流制限回路は入っていません。

LEDを使ったことがある人ならお気づきと思いますが、４．５Vの電池をそのまま繋いだら壊れるんじゃあないの？？
本当は壊れます。仮に電池が新品の単１でしたら間違いなく壊れるでしょう。
単４は内部抵抗が大きいので過大電流が流れずなんとなく使えるのです。電流制限回路無しは手抜きそのものと云うか頭が良いと云うか・・・
モバイルバッテリを使う時は電流制限回路が必需品です・・・とは云っても抵抗一本で済みます。
基板にはLEDが９本並列に付いていました。
白色LEDの飽和電圧は3.5V前後です。また1本当たりの電流は２０mA以内（９本で１８０mmA）にしておけば問題ないでしょう。

抵抗に１８０mA流したとき約１．５Vの電圧降下が有るように抵抗を選びます。
実際には飽和電圧が個体によって違います。そのまま並列にしてしまうのは乱暴なやり方ですが基板を治すのは大変。そのまま行きます。
ジャンク箱に有った１５Ωの抵抗を使い電流を実測したところ９本で約１２０ｍAでした。明るさも十分なのでOKとします。

USB LEDライトなるものが沢山売られています。

以前ご紹介した粗悪なLED懐中電灯は現実には沢山売られておりどうやら『ベストセラー』商品と云っても良さそうな勢いです。
参考＊　http://ja1cvf.blogspot.jp/2014/07/led.html
私の家にもいくつか有ります。使ってる友人もたくさんいます。お値段が手ごろなのでいろんな景品としても使われています。
家中の色々な所に置いてあるので結構重宝していますがそのほとんどが接触不良でイライラするのも事実です。
もうちょっと安心して使えるのは無いかなあと思ったのです。
『悪貨は良貨を駆逐す』のたとえ通り世の中ほとんどが粗悪品です。（この諺の正しい使い方ではないような気がします？？）
そんな中で最近見つけた　『USB　LEDライト』　その中でも一番安い部類のこの製品、結構まともに見えます。

LEDは簡単な回路でが有りますが放熱にも配慮され、電流制限回路や光軸合わせのレンズも付いています。
これを使うには、コンピュータのUSB端子から供給される５V電源、ＵＳＢ電源が必要です。
この5V電源が有ればどこでも使えるLEDライト。
実際にはコンピュータが無くても、携帯の充電器や、充電器と小型電池を組み合わせたモバイルバッテリなど小電力直流電源として巷にあふれていて困ることはありません。最近は車にもその端子が有ります。
5V電源に困らないならと云う訳で、これに手持ちのモバイルバッテリを組み合わせて見ました。

大きさも手ごろ。
今回使ったのはACチャージャも組み込まれているので電池切れの心配も有りません。
今回試用したモバイルバッテリはこちらを参照ください《下の方にあります》。
http://ja1cvf1.blogspot.jp/2014/03/blog-post.html
このLEDライトの消費電流をチャージャドクタで調べて見ました。
およそ260mAで消費電力は1.3W程で単4電池を使ったLED懐中電灯よりはるかに明るいです。

参考＊　http://ja1cvf.blogspot.jp/2014/02/charger-doctor.html
モバイルバッテリはAC100Vで充電するタイプ以外にUSB電源で充電できるタイプも有ります。
このモバイルバッテリの電池は殆どの製品がリチュウムイオン電池を使用しているので自己放電の心配が無いので安心です。ニカド電池(ニッケル水素電池）のように　いざ使おうと思ったら電池切れ　そんな心配はご無用です。
もっとも、近頃は自己放電の少ないエネループなんて云うのも有りますけど！！

LED懐中電灯の小気味よい手抜き

この懐中電灯は今流行のLED懐中電灯です。

町内会でもらったか、秋葉原で買ったか、記憶は定かではありませんが我が家には同じ形のモノがいくつか有ります。結構明るいし電池も単４でありながら意外に長持ちします。
ところが最近そのいくつかがチラチラしたり消えかかったりするのです。トントン叩いたりするとしばらく安定します。
この懐中電灯、製造社名も記載が無い。
中国製でしょう。
見た目はアルミの引き物パイプのケースでカッコ良いし気に入って使っていたのですがチラチラする懐中電灯は困ります。
修理できないか構造を見るために分解してみました。

その結果、これは末永く使うには向かない製品で有ることがハッキリしました。
構造を見るとアルミパイプのケースが電気回路の一部になっています。こう云うコトは珍しいことではなく懐中電灯ではごく普通のことでしょう。
ランプユニットを外すのはどうやるのか？？
写真では分解済みですが、良く解らなかった部分です。
もう一つの方を調べて見ましたら正面のレンズが少し浮き上がっています。
ランプユニットは正面から押し込んであるだけです。ハズレどめ（緩み止め？）のバネやpinはありません。ただ押し込んであるだけです。

電池側から押し出したらあっさり抜けました。チラチラの原因はこれかも知れません。
ＬＥＤの脇に細いリード線が見えます。ＬＥＤの片足を延ばしただけです。これがケースに電気回路として接触しています。

ランプユニットは白色LED９個を組み込んであります。
９個のLEDはすべて並列です。電流制限抵抗のようなものは入っていません。LEDは豆ランプのような電圧依存型素子ではないのでそのまま並列接続をすると電流のアンバランスが生じ、均等に光りません。素子によっては過大な電流が流れることが有ります。
直列にするのは問題ありませんが基本的に電流を制御する回路が必要です。
簡単には抵抗を入れれば良いのですが、この懐中電灯にはそれすら入っていません。

電池は単４乾電池を３本入れるケースが有ります。なかなか気が利いてると思います。

一番後ろ電池ケースの蓋にSWが付いています。
防水のようなゴムカバーが付いていますがそのように見えるだけです。
ゴムのようなカバーはSWユニットに被せてあるだけで密着していませんので防水にはならないでしょう。カバーを外すと押しボタンＳＷが出てきます。

このＳＷもただ押し込んであるだけ、側面の電極がバネ材を使っていないのでケースとの接触が悪くなっています。電池側の電極は一応バネ材です。
ＳＷユニットに電流制限回路が組み込まれているかと思ったのですがそれはありませんでした。

ＬＥＤは単４電池３本（４．５Ｖ）と直結です。
『これじゃＬＥＤに過大電流が流れてすぐダメになってしまう』と思ったのですがＬＥＤはどれもそれなりに光っています。
多分（これは想像です）単４電池は内部抵抗が大きいのでそれが電流制限の役に立っているのでしょう。
もし単１などのハイパワー電池をつかったらＬＥＤはすぐにダメになってしまうでしょう。
接触不良を治そうと思ったのですが簡単には治せる構造では無く、何とも愉快としか言いようのない素晴らしい設計とあきらめることにしました。
どうしてもと云われたならランプの引き出し線とＳＷ側面の端子端子をリン青銅板で細工すれば何とかなるかなあ～