自転車ハブダイナモ豆電球LED化改造の配線について

Question

自転車前輪の豆電球が切れてしまいました。わりと頻繁に切れるようなので、LEDなら明るく長待ちするのではないかと考え、調べてるうちに下記のようなサイトに辿り着きました。

自転車のライト、LED化。https://12volt.jp/bicycle-led-1

面白そうなので、早速切れた豆電球のガラス部分を取り除き、100均で9LEDのライトを購入・分解してみました。
と、ここまではいいのですが、その先の配線のしかたがわかりません。

おそらく、ソケット部分と基盤に着いたLEDのプラスかマイナスいずれかの端子を(LEDに極性とあることはかろうじて知ってます)リード線およびハンダでくっつける、という工程でないかと想像してます。

基盤とソケットの写真添付しました。
この２つを電気的につなぐ配線方法を教えて下さい。初心者ですがはんだごては所有しています。

電気工作の勉強やはんだごてを使う練習を目的としているところもあるので、買った方が早い以外の回答をお願いいたします。

Accepted Answer

回答No.7 再出です。

取り付けるLED懐中電灯の基板には、制限抵抗が付けてある場合と付けてない場合がありますが、付けてない場合は、単四や単三の電池の内部抵抗が、ある程度高いということに頼っています。

添付の図の一番上は電源DC4.5V、電池の内部抵抗は無視して、制限抵抗あり、LED8個の回路を描いてみました。

ここから、ダイナモ電源をAC15Vp-p(実効値換算で10.6V)と見なした場合の図が添付の中段の図です。

電流制限抵抗は、DC4.5Vの時と同程度の電流にする場合は39Ω程度を挿入したらいいでしょう。
この回路でACだと、LED自体で整流していることになり、LEDの逆耐圧(大抵の場合、逆電圧耐圧は5V程度しかない)の最大定格をオーバーします。

逆耐圧オーバーの対策をしたのが、一番下です。
半分のLEDを逆向きにつけます。
これにより、正の半波の時は正方向のLEDが点灯、負の半波の時は逆方向のLEDが点灯します。
逆電圧は、お互いに逆向きのLEDの順方向電圧以下に制限されるため、逆耐圧オーバーにはなりません。
同時に点灯するLEDの数が半分になるため、制限抵抗は約2倍の75Ωにすることで、１個当たりの電流値を、逆向きにする前と同じぐらいになるようにしています。
LEDの数が奇数の場合、ちょうど半分ずつには出来ませんが、1つ数が違うだけならそんなに問題は無いでしょう。

ただ、実装の向きを変えるときに半田付けを外す必要がありますが、LEDは非常に熱に弱い素子なので、注意が必要です。
半田付けは付けるときよりも、外す時の方が熱を加える時間が長くなりがちです。
逆電圧で壊れるのを防ぐために逆実装にしようとして、半田付けの段階で壊してしまっては本末転倒ですので、よっぽど半田付けに自信のある方以外はやらない方が無難かもしれません。
特に修理等で手早く外す技能を付けている人以外は、外すのを手早くやるのは結構難しいです。

Answer

hahaha8635さん

＞ほかの人が言ってる問題をすべて解決してますよ

これは，解決策というよりも、バージョンアップ策ですね。
イチケンさんの動画に出てくるのほ、元々がLEDになっているダイナモランプを，常時点灯にしようというものですから、元が豆電球の物とは違います。

この動画では、元々の回路が、超高輝度のLED１灯で点灯させるために、最初から全波倍電圧整流回路が組み込まれています。
改造する前から、既に今回の質問者の方の質問内容よりも高度な回路となっている状態で市販されているということです。
倍電圧整流にするには、コンデンサが不可欠ですし、LED以外にダイオードが4本必要です。
元々がLED回路なので、ここまでの改造を出来ていますが、元が豆電球の物に、ここまでの改造をしてコンパクトにライトケース内に収めるのは、かなりのテクニックを要すると思いますよ。

Answer

動画
https://www.youtube.com/watch?v=bWwPSHPPynk

ほかの人が言ってる問題をすべて解決してますよ
イチケンさんが帰国子女っぽいので
発音がネイティブではないが
初心者コースとしてはいろいろやってる
オシロ使って解析してるのでわかりやすい

Answer

リンク先では補強のために沢山配線しているだけで2本でOKです。
バネの内側の2箇所でも、そこに繋がってる2箇所ならどこでもOKです。

もう一つ、LEDの半分を逆向きに付け替えるとそれだけで大分長持ちすると思います。
本当は制限抵抗位入れたいけど、寿命に我慢できなくなったらまた質問してください。

Answer

ダイナモを使う場合、電圧の変化が大きい事も問題ですが、それ以外にも問題があります。

ダイナモの出力は交流なので、質問者様が見に行かれたサイトでは、LED自身を整流素子として使って半波整流しています。

でもLEDは逆耐圧が低いので、逆の半波の時に耐圧オーバーで壊れる恐れがあります。

http://www.my-craft.jp/html/aboutled/led_gyakudenatsu.html

まあ、壊れる恐れがあることは承知の上で、何も対策せずに簡単に作って、壊れたらまた新しいLED買ってきて付け直すのもアリなのかもしれませんが。

私が作るなら、面倒でもちゃんと逆耐圧に対する対策をします。

対策方法は、回路図書かないと分かりにくいので、締め切られてなければ明日にでも書きます。

Answer

＞しかし、20Vにもなるのですかハブダイナモ、、なかなか波がありますね。

定電流方式ハイパワーＬＥＤドライバモジュール（３Ｗ１個点灯
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-04790/
LEDドライバ IC
https://www.monotaro.com/g/04452306/
定電流ダイオード(CRD)
https://www.marutsu.co.jp/GoodsListNavi.jsp?path=1900190010
定電流ダイオード（CRD）の原理と使い方
https://shop.cqpub.co.jp/hanbai/books/41/41241/41241_5syo.pdf
http://nteku.com/diode/teidenryu_diode.aspx

自転車ハブダイナモ豆電球LED化改造の配線について