【調光改】5LEDスタンドUSB電源タイプ

寝床のノートPCで使っている『5LEDスタンド(USB電源タイプ)』です。もう少し暗いほうが眩しくなくて良いか思い、調光できるように改造しました。

もう寝る体勢の暗い部屋だと、PCのキーボードの文字がうっすら見える程度が丁度イイです。

5LEDスタンドUSB電源タイプ

やっぱり回収ということになった、ダイソーの5LEDスタンド(USB電源タイプ)です。

SMDなのが気に入って、回収される前に3個ほど買っておきました。

問題の、OFFで点灯、ONでショートの配線。

でも、配線を直せば何の問題もなく使えます。光色もイイので返金を求める気はありません。

追加改造

改造って言ってもボリュームを付けるだけです。ジャンク箱に転がっていた、12Vファンから取り外した5KΩ小型ボリューム(Bカーブ)を取り付けることにしました。

本体上面に穴を開けて、スイッチとLEDの間に取付けます。

調光の状態

ツマミを反時計回りに回して行くと、ある位置からはあまり暗くなりません。

時計回りに回すと徐々に明るくなりますが、最後の45度ぐらいで大きく変化します。

一番暗くした状態(ボリューム分=5KΩ)

一番明るい状態(ボリューム分=0Ω)

まとめ

ボリュームを付けただけなので、大した改造ではありませんが、意外と実用的です。回収されたUSB電源タイプだと内部スペースがたっぷりあるので、もう少し大きいボリュームも入りそうです。以前の電池タイプだと、今回のような小型のボリュームなら入るかもしれません。

そう言えば、電池タイプの新しいパッケージの商品を店頭で見かけました。買わなかったので未確認ですが、もしかしたらSMDに変更されている可能性がありますね。どなたかチェックしてみて~

スイッチOFFでLEDが点いて、ONで短絡する回路になってます。(直せば普通に使えるイイ商品ですけどね。)
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『【調光改】5LEDスタンドUSB電源タイプ』へのコメント

  1. 名前:メカ大好き! 投稿日:2018/03/16(金) 20:25:21 ID:34a9afaea 返信

    こんばんはー。

    ボリュームを使った光物の調光はフィラメント球の時代に良く見たと思いますが、LED の時代になっても有効だったのですね。イメージでは、LED って元々低電圧&定電流(フィラメント球に比べて)なので、直ぐに暗くなって実用的ではないのでは?と思っていました。安くやりたい場合には、回転式ボリュ―ムもまだまだ有効なのですね。勉強になります。ただ、どの抵抗値の物が最適なのか?はテストして選択する手間は有りそうですね。

    • 名前:oink! 投稿日:2018/03/16(金) 23:17:20 ID:f80bef536 返信

      調光コントローラー回路で調光するのがベストだと思いますが、
      LEDの電力ぐらいなら、ボリュームだけでも調光できます。
      ただし、この小さいボリュームだと定格オーバーかもしれません。
      熱々って訳でもないので大丈夫だと思いますが、どうでしょうね。

  2. 名前:mytoshi 投稿日:2018/03/16(金) 22:33:33 ID:e8d7db3ea 返信

    小型の5kΩでは可変抵抗器がすぐに焼き切れてしまいそうです。
    固定抵抗器を追加して下記の「疑似Aカーブ」化するのはいかがでしょうか?
    「■インチキAカーブ」を参照
    http://bccweb.bai.ne.jp/ichian/analog/tips/tips_vr.htm

    5kΩの1/10で500Ωを1-2間へ追加すれば a=0.1のカーブになり全体の9割位を有効に使えそうです。
    一番暗い位置で5mA程度なので常夜灯には少し明るいかも…
    追加する抵抗器を1kΩにすれば2mA位で手頃で邪魔にならない明るさになると感じます。

    • 名前:oink! 投稿日:2018/03/16(金) 23:39:52 ID:f80bef536 返信

      確かに定格電力はオーバーしていそうです。
      「■インチキAカーブ」って方法があるんですか。イイですね。
      カーブが滑らかになれば、さらに使いやすそうです。
      「■インチキCカーブ」の方がスムーズになりそうなイメージがしますが
      まだちょっと良くわからないので、ブレッドボードで実験してみようと思います。
      いいヒントをありがとうございました。

      • 名前:oku 投稿日:2018/03/17(土) 09:37:50 ID:400689f5a 返信

        0ΩでLEDが焼ききれないって事は基板上の電流制限抵抗が残っているんですよね。だったら、可変抵抗の定格も大丈夫だと思いますよ。
        可変抵抗なしの時は恐らく電流は0.1~0.15A程度で、抵抗を増やすと電流が減ってしまうので、消費電力は減ります。(W=E^2/R 電圧差一定なら抵抗と消費電力は反比例)

        • 名前:oink! 投稿日:2018/03/17(土) 21:03:38 ID:9181becff 返信

          ちょっと混乱してきたので、今キルヒホッフの法則を復習しています氵。確かに、5VでLEDを点けているってことは、2V程度電圧降下させる抵抗が付いているはずですね。(基板とケースの隙間を覗くとチップ抵抗が1個付いているように見えます)
          電流を測ると、120mA程度なので0.12A*2V=0.24W、(チップ抵抗に0.24W)
          で、そこに5000Ωが入ると、何V下がって、何アンペア電流が流れて・・・・・・・

  3. 名前:mytoshi 投稿日:2018/03/17(土) 12:21:07 ID:1e8d5aba1 返信

    手間と部品が増えても構わないのであれば、
    今の可変抵抗器をそのまま使って、LM317(Amazonで10個200円程度)で電流制限付き可変電圧器を組み込むのはいかがでしょうか?

    LM317の「代表的なアプリケーション」に「12V Battery Charger」として掲載されていますが、下記リンク先のような回路です。
    D1は不要、R1=10Ωにすれば最大電流125mAです。R2=240Ω、R3=5kΩ可変抵抗器で問題無いと思います。
    C1、C2は発振防止用なので可能なら付けるほうが良いらしい。
    http://jut.homeip.net/kata/charger/charger.htm

    尚、入力と出力の電圧差は1.7V程度生じるので、LEDライト側の固定抵抗は全て除去する必要があります。

    • 名前:oink! 投稿日:2018/03/17(土) 21:15:31 ID:9181becff 返信

      一応5kΩのボリュームで使えているので、インチキカーブを試してみようと思っています。大電流用の大きめのボリュームもあるので、それを使う方が手っ取り早いですし。
      どうせなら無段階よりも、3モードぐらいのフラッシュライト用のドライバー基板を組み込んだ方が使い勝手が良いような気もします。

  4. 名前:OJISAN 投稿日:2018/03/17(土) 15:39:26 ID:0cd3bbeac 返信

    そうですね、VRは通信型なんてのを使えばいいんじゃないかな・・・自信ありませんが
    でも小さめのVRでも、土台のなかに入るかな?です
    mytoshiさんのインチキAカーブは、いいですねこんな方法があるんですね

    • 名前:mytoshi 投稿日:2018/03/17(土) 16:44:27 ID:1e8d5aba1 返信

      一番手軽なのは
      巻線形可変抵抗器 RA25シリーズ、RA30シリーズの1kΩ程度と交換することでしょうか?
      でも東京コスモス製は高価です。

      Amazonで探すと安いのが有りました。但し、「在庫1個」です。
      uxcell ポテンショメータ 巻線型 B2.2KOhm
      https://www.amazon.co.jp/dp/B016XHD3ZM/ref=olp_product_details?_encoding=UTF8&me=

      • 名前:oink! 投稿日:2018/03/18(日) 10:21:41 ID:ca6d3dcdd 返信

        よくある5KB小型ボリューム(定格0.125W)で実験してみました。
        Max:81.7mA/4.35V  Min:0.4mA/2.47V (実測値)だったので
        81.3mA*1.88V=0.153Wが熱に変わっているってことですかね。
        少し定格オーバーで、実際に取付けた小型ボリュームは定格が不明ですが、
        更にもう少し定格オーバーってところでしょうかね。

        • 名前:oku 投稿日:2018/03/18(日) 21:25:58 ID:f37c039e5 返信

          すみません、電流の後の電圧がどこの電圧を差しているのかわかりませんが、81.3mAの時の1.88Vって電源電圧-LEDの順方向電圧差ですか?
          だとすると、その電力の半分以上は基板上の抵抗が負っていて、可変抵抗は定格内で使われていると思いますよ。

          • 名前:oink! 投稿日:2018/03/18(日) 22:57:39 ID:ca6d3dcdd

            ボリュームの最大-最小の電圧差・電流差です。
            4.35-2.47=1.88(V) 81.7-0.4=81.3(mA)

          • 名前:oku 投稿日:2018/03/19(月) 07:05:09 ID:186783e76

            電圧測っているところはどこです? 0.4mAの時は可変抵抗最大の5kΩの時だと思うので、可変抵抗両端電圧は最大になると思うのですが。
            私の考え方は、前の方に消費電流120mA、電圧降下2Vと書いてあるので、基板の抵抗はR=2/0.12=16.7Ω。可変抵抗を挿入した時の最大電流は81.7mAだからR=2/0.0817=24.5Ω、これから基板抵抗分を引くと、7.8Ω W= I^2xR = 0.0817^2 x 7.8 = 0.05w
            これが最大消費電力だと思います。

          • 名前:oink! 投稿日:2018/03/19(月) 08:30:31 ID:2ef9a6176

            実験の方法ですが、何もいじっていない別の5LEDスタンドUSBに、MicroUSBのUSB側を切った2芯のケーブルを挿して、プラス側に可変抵抗を繋いでいます。その繋いだ所で、電圧と電流を測っています。(可変抵抗両端には電圧は発生しないと思います)

            可変抵抗を繋ぐ前の電流は88.8mA(120mAは間違いです)
            可変抵抗Maxの時に81.7mAなので、-6.1mA分の抵抗成分があるということでしょうか。
            LED基板に付いている抵抗はR=2/0.0888=22.5Ω
            (ここは大体これくらいかと理解できます。)

            抵抗が大きい(=LEDが暗くなった状態)ほど可変抵抗に熱が出るので、min/maxの差分(81.7-0.4)*(4.35-2.47)
            =81.3mA*1.88V=0.153Wと計算しました。

          • 名前:oku 投稿日:2018/03/19(月) 13:45:23 ID:186783e76

            荒らしと思われるのは心外なので、指摘だけして最後にします。
            >その繋いだ所で、電圧と電流を測っています。
            ←—–2V——→
             基板R 可変R
            +-VVV—VVVV—–+
            | ↑ ↑ |
            LED +V測定+ 電源
            |       |
            +—————-+
            下手な図ですが、これで有ってます?
            今回の回路は、電源電圧固定、LEDの順方向電圧降下固定(実際は電流で少し変化しますが)と考えていいので、2Vの電圧差の中に抵抗をどれだけ入れたら電流、電力がどうなるかと言う問題だと思います。
            ですから、oink!さんの測定で電圧が変化してるのが腑におちなかったのですが、上記の測定回路なら理解できます。
            電源電圧-測定電圧が可変抵抗で降圧されている事になります。
            今回可変抵抗Max(抵抗値Minだと思いますが)の時に電流値が変化したのは、可変抵抗が0になり切ってないからだと思います。
            R=2/0.0817=24.5Ωなので、増加分2Ωほどが残留抵抗か増えた配線分だと思います。
            oink!さんの電力の計算は消費電力が変化してない時には正しいですが、電流が減った時は消費電力も減っているので、差分をかけてしまってはいけないと思います。

          • 名前:oink! 投稿日:2018/03/19(月) 15:04:20 ID:2ef9a6176

            まず初めに、荒らしとは思っていないことをお伝えしておきます。
            図の見方はよく分かりませんが、多分その通りだと思います。
            >R=2/0.0817=24.5Ωなので、増加分2Ωほどが残留抵抗か増えた配線分だと思います。
            そう思います。
            電力の計算は、じっくり調べて、考えないと理解できそうもないのでこの辺で引かせていただきます。

        • 名前:mytoshi 投稿日:2018/03/19(月) 12:19:08 ID:d9c60b8b7 返信

          oink!さんへ
          私が「焼き切れる」などと発言したためにコメント欄が荒れてしまい申し訳ありません。
          このような場合は、基本に戻って「部品そのもの」について考えるのが良いと思います。
          カーボン式可変抵抗器は一般に数mA以下で使うことが薦められています。

          今回実験して下さった5kΩボリューム(定格0.125W)はどれ位の電流まで大丈夫か計算したいと思います。
          W=IxIxR ですから IxI=W/R=0.125/5000=0.000025 平方根を求めると I=0.005(A)で 5mAとなります。
          これはボリューム回転域のどこに対しても言えることです。ランプのどこの電圧がかかっているかなどは無関係です。

          定格は全体に対してですから、部品の一部(1/10や1/20)しか使わない低抵抗値部分では
          定格の1/10(0.0125W)や1/20(0.00625W)しか耐えられないことになります。

          結論は、電流が5mA以上流れている時点で「定格を遥かに超えている」と言えます。

          部品は定格を越えたからすぐに壊れるわけではありませんが、80mA流すと短時間のうちに接触部分のカーボンが焼けて接触不良を起こすようになると考えます。

          • 名前:oink! 投稿日:2018/03/19(月) 13:10:47 ID:2ef9a6176

            分かりやすい解説ありがとうございます。
            定格0.125Wで5mAですか。それは思ってもみなかった小さい数値です。1W級のボリュームでもまだ能力不足ってことですね。
            使ったボリュームはPC用の可変ファンに付いていたものなので、イメージとしては大きな電流に耐えそうですが、よく考えてみるとPWMでコントロールしているなら、電流も小さいようにも思います。
            結論としてはボリュームのみで調光よりも回路を組んで調光すべきということですね。まあ買っても安いし、そのほうがいいですね。

          • 名前:oku 投稿日:2018/03/19(月) 14:03:00 ID:186783e76

            すみません、私の覚えてきたこと、感覚と違うので、教えてください。炭素被膜可変抵抗をあまり大きな電流で使うなと言うのは同感です。でもそのレベルがmAオーダーなんです? 私は数十mAは普通だと思ってました。
            そのもととなる最大抵抗値の時の電流値が最大定格と言うのはどこかの仕様書に書かれているのでしょうか? 色々調べましたが、定格電力と定格電圧は書かれているものがありましたが、定格電流と言うのは見つけられませんでした。
            私の感覚では、許容範囲と言うのは温度(発熱)で律速されていて、そのため最大定格は普通ワット数で規定されているのだと思います。

          • 名前:mytoshi 投稿日:2018/03/19(月) 18:05:32 ID:d9c60b8b7

            okuさんへ

            「数十mA」で使うのは抵抗値によっては十分許容範囲だと思います。
            何故なら、「定格」電力0.125Wのボリュームが1kΩなら「目安」電流はW=IxIxRから逆算して 11mA、100Ωなら目安は35mAです。この2倍流してもすぐに壊れることはないでしょう。500kΩのボリュームなら0.4mAという計算になります。

            尚、私の上記コメントでは「定格電力」(ワット)だけ使っています。電流は参考になる目安として算出しただけです。

            又尚、LEDの電流制限に使う場合、LEDのVfは流れる電流や点灯時の発熱に応じて変動しますから、抵抗の両端にかかる電圧も変動してしまいます。

            私が電気に関心を持った小学生時代は50年以上前のことで、その頃からの記憶がベースになっていて最新の電気部品情報には疎いため、okuさんお持ちの知識に対して見当違いのことを書いているとすればご容赦願います。
            何しろ一般家庭にある5球スーパーはST管使用品で、500kΩの可変抵抗器には直流カットコンデンサを介してつなぐのが常識と言われていた時代です。

    • 名前:oink! 投稿日:2018/03/18(日) 10:31:35 ID:ca6d3dcdd 返信

      インチキA/Cカーブを試してみました。
      LEDの調光では、どちらも最後の40度ぐらいで大きく変化するのは
      変わらない感じでした。
      どちらかと言えばCカーブの方がなだらかに変化しますが、minが明るいです。
      測ってみると0.4mAだった電流が分圧で5mAに増えてました。

  5. 名前:行灯猫 投稿日:2018/03/17(土) 22:19:34 ID:45b40a5ae 返信

    通りすがりの猫です。

    モーター制御用ですが、秋月のキットが使えますよ。秋葉原の店頭で1W級のLEDの調光デモしてました。
    http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-06244/

    12Vなら、これが使えそうですが。
    https://www.amazon.co.jp/dp/B06XVMLH22/

    以上、ご参考まで。

    • 名前:oink! 投稿日:2018/03/18(日) 08:42:07 ID:ca6d3dcdd 返信

      紹介ありがとうございます。
      調光コントローラーを買うなら2個で300円のもので十分かと思います。
      http://amzn.to/2GEMWv6
      12V用は300円ぐらいで買えますね。
      http://amzn.to/2DCbu4r

  6. 名前:Daylight 投稿日:2018/04/11(水) 17:46:16 ID:119b98700 返信

    そういえばSMDで電池タイプの5LEDスタンドがダイソーで販売してましたよー
    色は肌色に近かったです

    • 名前:oink! 投稿日:2018/04/11(水) 23:35:55 ID:de21f547c 返信

      本体色がグリーンとかのヤツですね。
      一応買ってみました。使ってはいませんが、LEDは回収されたUSBタイプと
      同じじゃないかと見ています。