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懲りずに書いてみたりする結果オーライな日記

100円で夏を乗り切ろう♪

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夏が来ますよ、暑い夏が!
LEDの放熱対策は大丈夫ですか?

ちょっと不安・・・

と言う方は、簡単な電気工作で夏を乗り切りましょう!
しかも100円で♪

まず、家中探して、余っている携帯のACアダプターを見つけます。
次に、アダプターの電圧に合わせ、秋月でDC5Vファンを買います。100円です♪
もし電圧が全然違う、あるいは心配・・・な人は、秋月でアダプターも買ってください(笑)
ちなみにファンは小さくてOKです。十分冷えます。

アダプターとファンが用意できたら、極性(±)に注意して結線します。
導線同士が接触してショートしないようにね!
完成したら、目的のLEDランプにファンの風が当たるように設置してください。
あ、ファンの風は非常に頼りないそよ風だと思いますが、大船に乗っててOKです♪

小型ファンでLEDランプを冷やす実験

さあ、結果や如何にっ!?
室温26.8℃で1時間後にそれぞれのLEDランプのヒートシンクの温度を比較すると、

ファン冷却実験の結果

あらあらまあまあ!

普段は素手で持つとアチチなヒートシンクが、あらまあ不思議、ぬるいやん♪
熱による故障回避のためにも、ファンをつけておきましょう♪
もっと別の意味でクールなのが良い!って人は、こんなのも作ってみてね♪

追伸:
電気が苦手な人は素直に既製品を買いましょう♪
自作の人も怪我に注意して自己責任でね♪

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クリスタルエリート修理&各部対策

この記事を含むタグの全記事リスト: LEDスポット ヤフオクLED 自作関連 電気系

ヤフオクのUV搭載型LEDランプのUVの横漏れを確認するために、某TankさんからクリスタルエリートのUVリゾートと言うタイプをお借りしました。前回僕が改造した同型のランプ(要は同じクリスタルエリートだけど)へはLedEnginの365nmと400nmを1ヶずつ搭載した結果、ランプからのUVの横漏れは最大1.2μW/cm2でした。果してクリスタルエリートの元々のUV搭載型はどれくらいUV漏れがあるのだろうか。。。

が、届いてみたら、ちょいハプニング!?
2ヶ搭載されているUV素子が2ヶとも・・・例の・・・こんがりの・・・汗
ダメですね、汎用パッケージのプラスチックレンズのUV素子は。特に高出力で駆動している訳でもなく、しかもまだ一年も経たずしてレンズが琥珀色です。。。
あり? 他の購入者はどうしてるんだろう・・・? 泣き寝入り?

クリスタルエリートのUV素子劣化

さて、とりあえずヒートシンクの隙間からジャジャ漏れしている光へUVメータを当ててみると・・・あ・・・最大4.1μW/cm2(10cm)漏れてますやんっ(大汗)
こ・これは・・・あっ・・・多分、レンズ前面が焦げて光が封鎖されてしまっている分、余計に素子の横面からひときわ大量のUVが大解放されちゃってるってこと?
ただでさえビーム角が120~140°の広角の素子で、更におこげによって素子の横からの発光に拍車が掛かってるとしたら、なるほど、LedEnginの高出力UV素子(85°)よりも数倍も漏れて当然と言うことか。。。これはヤバイものを見てしまった。。。
ん?こんな時間に誰だろう・・・?(苦笑)

UVが漏れたから、どーだって言うんだ!?

と言う方は、前回の記事をご覧くださいませ。

で、某Tank氏との協議の結果、急遽予定を変更して、危険な状態のUV素子の撤去を含む、LED素子の総入れ替えを実施することになった。例によってノーブラ・クリー・ボインボイン術式大作戦だ♪
そして、UV素子の撤去に伴い、その代役を務めるのは今流行りのシアン素子♪ (但し、青寄りは入手困難に付き緑寄りを使用)
勿論、それ以上に重要な各部の対策も併行する。基板・ヒートシンクの熱伝達の改善と、基板のネジ固定だ!(こういうのは早く販売元で対策して欲しい部分だけど)

じゃ、今日もサクッと進めちゃうよっ♪

ヤフオクLEDのCree化と各部の対策手順

ま、これまでにも何度となく繰り返してきた作業なだけに、もはやお手のものである。
・・・と言いたいところだが、なんかこの個体は中にG17みたいなゴム系接着剤が充満していて、まずLED基板がなかなか外れなかったり、ヒートシンクから接着剤を剥がすのに1時間も掛かったり(曝)と、なかなか手ごわい相手だった。。。なんと言う往生際の悪さ。。。

ま、イヤなことは忘れて、早速改修後のスペックチェックだ!

改造後の照度比較

うーん。。。前回同様、ノーブランドをCreeに換装しただけで、きっかりと1.5倍のスペックアップとなった。これももはやお約束となった感があるなぁ。。。
まあ、素子代がそれなりに掛かるけど、ご希望の方は一度ご相談ください。

最後におまけ。
実は今回はもうひとつの対策に挑戦してみました。
前回はUVの横漏れ対策として、ヒートシンクの周りをアルミホイルでグルグル巻く方法を紹介したが、今回はヒートシンクの中からアルミホイルをグルグル貼り付ける方法を試みた。

おまけ:光の横漏れ対策例

ま、半分冗談のような本気のような。。。苦笑

但し、これを真似しようと思う方は、次の点にくれぐれもご注意ください。

  1. アルミ箔が剥がれて基板の導通部分に接触しないように。ショートしちゃうから。
  2. 放熱性が悪くなるので、ファンを併用する等の工夫をお願いします。

ま、外から巻く方が早いし安全です(汗)

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ヤフオクLEDへUV素子を乗せる際の注意点

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書く書くと言いつつ、これまた問題が大きいため躊躇してたら、草稿から早1ヶ月が経過。。。うーん・・・やっぱり見て見ぬ振りは寝覚めが悪いな。思い切って公開するか。
それではどうぞ。。。得意の問題提起を。

前回のヤフオクLED改について、深刻かも知れない注意点を記しておきます。

実は、今回のレシピでUV素子を使った点が、少し気になっています。
一般的にUV素子を使ったランプの構造に関するセオリーとして、筐体構造的に光が密閉できて、前面パネルのレンズ経由でのみ光が照射される構造を採用することは、UVを扱う業界であればアクアに関係なく必然的に考慮している安全面のひとつではありますが、ヤフオクLEDの場合、元々UV素子を載せることを考慮していない筐体であるためか、あるいは冷却効率を稼ぐことしか考慮されていないためか、はたまた目眩ましによって光量評価を錯覚させるため(曝)か、常にヒートシンクの隙間から横に光がジャジャ漏れの状態であり、ここへUV素子を乗せれば、当然UV漏れが懸念されます。

光が漏れる構造のランプ

UV漏れの無いランプとヤフオクランプのUV漏れの比較

実際、ランプ点灯時にヒートシンクの真横にUV計を向けると弱いながらもUVが漏れているのが判ります。具体的には、今回の改造品の場合で、ランプ正面のUVピーク値が35.7μW/cm2 (90°レンズ/10cm)に対し、側面のUV漏れは0.7μW/cm2、しかも斜め後ろでは1.0μW/cm2を超えるポイントもありました。もし別のレンズを組み合わせたり、素子の位置や数が変わることで、この値は更に変化するかも知れません。これは本来、光の漏れないランプの正面レンズ経由のUVだけなら、仮に視点がレンズに向いても、ビーム角の外からでは目に入るUV量も限られると思われますが、ヤフオクLEDのように真横から光が漏れる場合は、LED素子からの直接光やレンズ裏で乱反射した光を直視してしまう形になるので、万一不用意に見つめてしまうと目への影響が心配されます。また、目に関しては、なるべくランプから視線を外すことである程度は回避できますが、UV-A(315-400nm)は体に長時間浴び続けることで健康に悪影響を及ぼす場合があるため、水槽の横で長時間作業する場合なども、多少でもUV被爆の蓄積が懸念されます。

実機によるUV漏れチェック

私は医者ではないのでこの値が目や体に与える影響の度合いを量ることはできませんが、少なくとも元々搭載されていなかったUV素子を勝手に換装した責任は自分にあるので、皆さんもUV素子をヤフオクランプに載せる場合には、十分に理解した上で、くれぐれも自己責任でお願いします。もし少しでも不安があれば、この改造は控えてください。

太陽やメタハラなどはLEDよりも何倍も強いUVを発していますが、そもそも光源自体が眩しいのでUVを含め光源を長時間凝視することはありえません。しかし、LEDには単色のUV素子があり、それ自体は眩しくありません。よって、知らず知らずか、あるいはうっかりと見つめてしまうケースも危惧されます。特にお子さんがいる家庭では十分な配慮が必要です。

最後に、子供騙しではありますが、このUV漏れを簡易的に軽減する方法を紹介します。放熱性の確保とは相反しますので、何パターンか色々と模索したり、別途ファンを併用する等の工夫をお願いします。
その名も、アルミホイルグルグル大作戦♪(笑)
ちょうどUV漏れの幅に合わせて薄く切ったアルミホイルをグルグル巻いてみました!

短冊状に切ったアルミホイルを簡易的に巻いてUV漏れを軽減するテスト

うふふ。これで一安心♪
数cm程度の幅なら問題ないと思いますが、ファンを併用するなど自己責任でね。

追記:
ヤフオクには、この筐体に初めからUV素子を搭載したモデルも各社から販売されているようですが、素子の製造元、発光スペクトル、放射束強度、素子数等が不明であるため、どのモデルからどれだけのUVが漏れているのか、実際に測ってみないと判りません。
今回僕が使用したUV素子はLedEngin社の5W対応素子で、1~2W駆動でもかなりの放射束を出力する高効率の素子です(参考:LedEnginとノーブランドのUV素子比較)。しかも今回、365nmと400nmを1ヶずつ計2ヶ使用しているため、結果的にヤフオクLEDのノーブランドのUV素子より、遥かに大きなUV漏れが起こっている可能性も考えられます。逆に言えば、ヤフオクLEDのUV漏れは畏るるに足らない、かも知れません。
と言う考察もできつつ、実は逆のパターンも考えられます。それは、LedEnginのビーム角は85°、ノーブランドの多くは120°~140°です。そう、横に漏れやすいのはどっちだ?と言う話です。。。
どなたかUV入りのランプをお持ちの方、UV漏れを測ってみていただけません?

追記2:
先日、別の記事のコメントにも示したある機関の実験結果について、ここでも紹介しておきます。以下、Tetsuo氏に向けた僕のコメントからの抜粋です。

(中略) ランプの真横からUVがジャジャ漏れの構造ですからね(汗)
勿論、前面レンズ越しのビーム角のような指向性は無いから、素子からの直接光や内部で乱反射したUV光が直接的に目に入ってくるので、長期的に見た場合の 眼球へのUV被爆量(厳密には400nm以下は水晶体により護られるため、400nm~410nmが危険域)が心配です(ランプ前面ならビーム角があるの で、その外から見る分には光強度は微小)。勿論、メタハラや太陽光の方が何倍もUV量は多いんですが、それらは眩しいので無意識に瞳孔が閉じますが、 LEDのUV素子はUVを単波長で出力するので眩しくありません。(中略)

参考:
http://www.nichigan.or.jp/member/journal/nggz/10510.jsp
日本眼科学会雑誌 Vol.105 No.10 青色発光ダイオード光による網膜障害

要約:
青色LED(460nm/1.2mW)をレンズで集光しアカゲザルの網膜へ3mm径の面積で照射。
一日12分、23分、34分、40分、45分、90分の照射で30日間実験。
23分以内異常無し、34分以上で過螢光発生、90分で網膜細胞壊死・メラニン消失。
結論、青色LEDでは28.8J/cm2 以上の照射で網膜障害発生。

青色LEDでさえこの結果ですから、更に高エネルギーの400nm前後だとどうなるのか?

ノーブランドUV素子とは言え放射強度は100mWはある(集光して無いとは言え上記実験の80倍以上ある)し、ヤフオク24Wは1.5W駆動ですから、もう少し高くなります。しかも搭載してる素子は1ヶじゃないし。。。
(中略)

販売元や製造元がこのUVの横漏れに関して安全試験や検証をおこなっているのなら、その結果を示せば良いと思います。いくら製品説明で「UVは直視しないように」と謳っても、横漏れしてたら勝手に目に入っちゃいます(苦笑)。ユッケみたいな事故が起こってからでは遅いですからね。

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