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汎用パッケージで考える高演色LED

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前回は、それ単体で十分にフラットなスペクトルが実現可能な、シャープ銭型シリーズのLEDモジュールをご紹介しました。しかし、このLEDモジュールは独自の形状であるため、スター基板等の汎用用途には適していません。うーん。。。出来れば汎用パッケージ型の高演色LED素子があれば良いのだけど。。。

あ、実はあるにはあるんです。。。実体が見えないけど(曝)
お時間があれば、EdisonのAやSシリーズの古いデータシートを漁ってみてください。但し、公式サイトにはもう置いてないみたいなので、ネットで拾ってください。白色LEDモデルに混じってDxシリーズと言うのが出てくれば、それです。Aシリーズならv6版、Sシリーズならv5版には載ってます。これ自体は2009年時点で既に存在していたので、特に新しい素子ではありません。ただ、ずっと声を潜めていつか巡り会えることを楽しみにしてきましたが、結局2年待っても影も形も見えなかったので、諦めてご紹介することにします(汗)
ま、どのみち日亜特許に睨まれるかも判らんし。。。

現在有望な高い色温度の高演色白色LED(青+赤緑蛍光体)のスペクトル比較。
青混ぜなくても、これ単体で十分に白いアクア照明になるよ、って奴です。

青発光+赤緑蛍光体 5000K

でもな~、日亜は専用基板が必要になるし、銭型も取り付けに難があるので、可能ならば汎用パッケージのEdisonが欲しい。。。でも、今まで売ってるの見たこと無い。。。うむむむむ。。。

で、少し色温度を落として、4000K程度で妥協すると、また顔ぶれが違ってきます。

青発光+赤緑蛍光体 4000K

とは言え、やはりLedEnginにしろLuxeon Rebelにしろ、専用基板が。。。
でも唯一、ソウル半導体S42180ニュートラルホワイトが汎用互換パッケージの救世主♪

但し、このS42180をこのまま使うと、緑~赤の不要成分が強すぎるため、見た目にも赤っぽさが目立ち、海水の青さとは程遠い色味になります。よって、通常のクールホワイトもブレンドしつつ、欠落しているシアンを補完することで、これぞ完璧なフラットスペクトルを実現することができます。そう、それが太陽光ブレンドです♪
そして、そのフラットなスペクトルは光学測定でも実証済みです♪
(但し、UV素子は入れてないのでスペクトルの立ち上がりは420nm以降となります)

あらら。前置きが長くなりました。。。
今回は、そんなソウル半導体のS42180ニュートラルホワイトについてお送りします。

多分、以前チラッと?触れたことがあるかも知れません。ソウル半導体の白3種を使う際は、新しいバージョンではなく古いバージョンを使え、と(厳密にはx42180Hではなくx42180を使え、ですけど)。でも、その後の製品改良により、遂には根本的なスペクトル自体が更新されてしまいました。
うーん。。。今後の太陽光ブレンドはどうすべきか。。。

と言うことで、スペクトルの互換を確認すべく、新旧合わせて調達してきました。

ソウル半導体P4シリーズ S42180 新旧NW

見た目は全く同一のパッケージなので、目視による区別は無理ですねぇ。。。

型番 旧S42180-S2 新S42180-06-T2
カラー Neutral White Neutral White
色温度 4000K 4000K
演色性 Ra93 Ra93
光束 72lm 76lm
ビーム角 124° 126°
定格電力 3.8W 3.28W
定格電圧 3.25V 3.3V
最大定格 800mA 800mA
通販例 秋月 450 MOUSER 617.6
Digi-Key 558

光束が少し伸びたようですね。ビーム角も微妙に広角になってるし。。。でもデータ的にはあまり変わりない印象です。

実は、少し前から秋月での価格が大幅に下がりまして、もしかして旧S42180から新S42180に替わったんかしら?とも考えたのですが、今回秋月から調達した方の素子を見てみたら、貼付のデータシートが旧のままだったので、単に在庫一掃の値下げかな?と思われます。

と言うことで、恐らく間違いなく、新旧比較が出来そうです。
さあ、お約束のビーム比較とスペクトル比較です。

ソウル半導体P4シリーズ S42180 新旧NW ビーム・スペクトル

うむ。やはり公称スペクトルを表したかのような光色とスペクトル分布です。
・・・なんか最近、分光器からスペクトル曲線が視えるようになってきたような。。。曝

で、データシートからトレースした公称スペクトルがこちら。

ソウル半導体P4シリーズ S42180 新旧NW 公称スペクトル比較

あぁ。。。これなら代替できますね。結構結構♪
実は、以前のS42180Hもこれと似たようなスペクトルでしたが、シアンの補完率が2割しかありませんでした。でも、今回の新S42180であればシアンは倍の4割も確保されてるし、文句なしで旧S42180から移行できそうです♪
それに、シアンの落ち込みピークも490nmから480nmに移動してるから、シアンの補完じゃなくて、青の480nm寄りの補完でもいけますね。いや、むしろその方が良いかも。Vertex Illumina 200のように。。。
あと、IR(赤外)側の伸びもすごいなぁ。。。いつかメタハラ並みの赤外線が。。。曝

興味があれば、是非お試しあれ!
但し、太陽光ブレンドのように、クールホワイトやシアン(無理なら青)を混ぜて使うと良いでしょう。あくまでもシアンが確保できるベース白色、と言う扱いでね。単体で使うには赤すぎますから。。。

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高演色LEDでスペクトルリッチなLED照明を作ろう♪

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始めから答えが判っちゃうと面白くない方もいるでしょうけど、そこはそれ、空気を読んでお願いしますね(笑)

先日、いつものように秋月でお買い物をしていると、知らない間にシャープの銭型のミニ銭がラインナップされていたので、値段も安いし、試しに買ってみました。
5000KGW5BTC50K006500KGW5BTC65K00です。

シャープのMinuZENI

新旧ってほどではありませんが、便宜上、銭型を旧、ミニ銭を新とします。

ちなみに僕の中での最高の銭型は、過去に何度か紹介しているGW5BNC15L02(5000K)やGW5BNC15L12(6500K)等の、銭型シリーズ最高峰の高演色LEDモジュールです。さすが高演色を謳うだけあって、演色性もRa90を誇り、お陰でシアンの欠落も極力抑えられ、価格・入手性も考慮すると、もっとも天国に近い高演色LEDのひとつでした。例の太陽光LEDシステムの初号機にも採用しておりました♪

さあ、今回のMiniZENIはどうなのか?

まずはビームと光色を見てみましょう。僕のお勧めの旧銭型との比較です。

シャープ銭型、新旧ビーム光色比較

左側が旧銭型、右が今回のミニ銭です。
うん。色温度はほぼ同じですね。
そして嬉しいことに、公称通り、光量が僅かにアップしているようです♪
まあ、技術の進歩は速いですね~。
あと、型番が判りやすくなったのもグッド♪ (色温度が型番から容易に判る)

しかし、肝心なのはスペクトルだ!
今までも、光量を優先するあまり、スペクトルが犠牲になってきた製品をいくつも見てきた。きっとこのミニ銭もそうだろう。僕が崇拝してきた旧銭型のRa90の美味しいスペクトルには、到底敵うまいて。。。

ま、試しにスペクトルも見ておくか。。。

シャープ銭型、新旧スペクトル比較

え?

これ、普通に青+赤緑蛍光体による高演色LEDやん♪

・・・うっかりしてました!
当時、ミニ銭のデータシートを見た際に、記載されていたCRI値が旧銭型よりも低かったので、てっきりスペクトルも一般白色LED(青+黄色蛍光体)並みかと思い込んでました(汗)
そっかぁ。。。これ、高演色LEDだったのかぁ。。。僕としたことが。。。
しかも旧銭型と比較すると、5000Kは変わりないけど、6500Kはシアン補完率がアップしているように見えます♪ (と言うか、青チップの波長ピークがやや長波長側にシフトしているだけのようにも見えるけど・・・)

うおおおおおおっ!!!

では、今回のミニ銭の公称スペクトルを見てみよう。

シャープMiniZENIの公称スペクトルデータ

あああ・・・もっと早く気づくべきだった。。。確かにCRIが旧銭型より低い分、スペクトル完成度もやや劣って見えるが、価格を考えれば十分なスペックと言えるだろう。しかも、やはりシアンは相対値4割も確保されているため、これならシアン素子の追加は不要です♪
ただ、その反面、470~480nmがやや落ち込んでいる点が気になりますが、この帯域はごく普通のブルーLEDで補えるので、補完は超容易です♪

ありがてぇぇぇっ!!!

と言う訳で、これは使わない手はありません!
まずは簡単な自作例として、こんなのはどうでしょうか?

高演色LEDでスペクトルリッチなLED照明を作ろう♪

材料♪

あと、ハンダゴテとかハンダとか、、、お任せします。

あるいは、今回のミニ銭は3.6W型360mAだったので、上の回路では4ヶ×2列に分けて1列あたり350mAの分流としましたが、上位モデルの6.7W型640mA(最大700mA)のミニ銭を使えば、並列なしで直接4ヶ直列で接続することもできます。それでも消費電力はほぼ同じ29Wで、LED数は半分で済みます。ま、価格が倍ほどするのでコストはあまり変わりませんけど(笑)
でも、その場合のひとつのメリットとしては、空いたスペースへもう1つ同じ回路を足せると言うこと。そうすれば、(ドライバ+6.7W×4ヶ)×2=54W型が実現できます♪
但し、それくらいの熱量になるとさすがに外部ファンの設置が必須になってきますね。
あ、もちろん、3.6W×8=29Wの仕様でもファンがあればより安心・確実ですが、熱量的にはファン無しでもOKです(上記ヒートシンクを使う場合)

また、ヒートシンクへの穴あけ、タップ(ネジ切り)加工はしんどいと思うので、潔く硬化タイプの放熱シリコンでLEDモジュールを直接ヒートシンクへ接着してしまう方法としました。その方が楽でしょ?(笑)

これで材料費は15,000円弱、細かいもの入れても2万なんていかないわよ♪
海水のメタハラ代替LEDとして、水草にも贅沢なフルスペクトル♪
僕もそのうち作ってみたいと思います♪

また、こだわり派のあなたは、475nmあたりの青を補完しても良いですね♪
そうなるとUV(400nm)も入れたくなってきたりして・・・汗
でも面倒なら、LeDio 9等のスポットで、いくらでも青やUVは補完できます♪

重要なのは、メタハラに代わる本当の白をLEDで構築することです♪

解けないパズルで悩むのは、もうやめましょう!
解けるパズルがあるのですから♪

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マメエコライトを1万円で作っちゃおう♪

この記事を含むタグの全記事リスト: LEDライト RGB LED 自作関連 電気系

今やヤフオクLEDが個人でも格安で委託できる仲介サイトとして便利なアリババですが、特に契約せずとも、ただ眺めているだけでも色んな商材が見つかるので、結構面白くてためになるサイトです。

例えば、こんなパーツもあります。

これはLEDWALKERと言うメーカーが作ってるRGBのLED基板で、型番はDMX RGB Panel LW-RGBSP-100CV-250、サイズは150*150mm、RGB素子は8×8=64ヶ乗ってます。しかも、1枚たったの$20~$25!?
これを例えば、ルームメイト等の小型水槽のフタの裏にペタリと貼れば、超豪華なフルカラーLED照明の完成です♪ もちろん、電飾としての、ね。

なんて妄想してたら、国内でこれを売ってるところを見つけました。
それも、昔から良く知るJW-systemさんで!
この会社、UV-LED素子に興味がある人なら、多分よくご存知でしょう。
今は無くなりましたが、以前は3W、5W、10WのUV素子を売っていて、僕もいつか買ってみようと目論むうちに、売切れてしまいました(汗)

で、肝心のLED基板がこちら↓

LED基板以外にも、点灯に必要なものは全部揃ってます。

早速、以下のセットで注文してみました。

パーツ 数量 金額
LEDライトボード15cm角/RGB/ベース白 1 5,980
LEDコントローラ T31(RGB)i24 1 1,700
スイッチングACアダプタ12V 1.0A 1 1,050
4線両側メスコネクタ500mm延長ケーブル/白 2 500
4PINオスオスコネクタ白(5ヶセット) 1 190
消費税 471
合計 9,891

ひぃぃぃ!
いろいろ揃えても1万円で収まっちゃう~♪

で、届きました。

LEDWALKER DMX RGB Panel LW-RGBSP-100CV-250 +オプション

接続は簡単ですが、ひとつだけ注意点があります。
それは、コントローラーのコネクタとLED基板を接続する際、コネクタが左右対称なので、向きが逆でも接続できてしまいます(曝)。正しくは、コネクタに印字された▲をLED基板の+端子に合わせて繋ぎます。このことは一応、コントローラーの箱に入ってるメモ用紙に記述されていますが、とても判り難い表現であるため、うっかりすると見落としそうです。
でも、それ以外は特に悩む場面はありません。あとはアダプターを繋いでリモコンを操作すれば、自由に光色・点灯モードを変えて遊べます♪

また、ありがたいことに電源をオフにしても前回のモードを記憶しているので、次回電源をオンにすると前回電源をオフにした時点の点灯状態で起動します。なので、タイマーと組み合わせた自動点灯にも使えますね♪

マメエコライトと比べても、似たようなサイズです。
でもマメエコライトは49素子ですが、LEDWALKERは64素子です♪

マメエコライトとLEDWALKERの大きさ比較

RGB素子のアップです。

LEDWALKERのRGB-LED素子と点灯の様子

照度とスペクトル。まあ、想像通り。。。

LEDWALKER DMX RGB Panel LW-RGBSP-100CV-250 スペック

光色や点灯モードは、動画を見た方が早いでしょう。

(白色時にチカチカしてんのは光量調整中にPWM(点滅制御)の周波数がカメラのシャッター速度を下回るからで、目視ではチカチカしてません)

ひとつだけ残念なのは、実はこのボード、1枚あたり僅か12Wしか無いんです!?
(アダプターがDC12Vで、ボード1枚あたり1Aらしいので)
と言うことは、マメエコライトの4~5分の1の明るさと言うことになりそうです。。。
ん? 誰? 今、ホッとした人(笑)
よって、明るいのが欲しい人は、素直にマメエコライトをご検討ください♪

さて、ホントはこれで終わりの予定でしたが、たまたまピッタリの端材が転がっていたので、試しに作ってみました。その名もミニエコライト(笑)

ミニエコライト♪

2mm厚のアルミ板と3mm厚のステー、そしてアクリル板を組み合わせただけの簡単シンプルボディです。でも結構それっぽく見えなくなくない?
例えば、ジェックスのオーロラじゃ物足りない!って人には良くなくなくない?
但し、あくまでもイルミネーションてことでご理解くだくだください。

ミニエコライト 仕様

  • 42億通りの光色・・・は無理だけど、リモコンにて128通りの光色♪
  • ハイパワー49W・・・は無理だけど、大体12Wちょいは出ます♪ (製品で約16W)
  • 海水のメイン照明・・・は無理だけど、まあ水草くらいならいけるかも?
  • (~中略~それ以外は意外とマメエコライトに準じる)
  • 超クールでファン不要♪
  • 超格安!1万円ポッキリで実現可能♪
  • LED基板を何枚も連結して利用可能!(基板1枚あたり1A必要)

どうよ♪

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