省電力化でレギュレーターがパンクする? (原因・検証・対策)
備忘録的なアレね。LED化する前にちゃんと考えておかないとな~と思って。
~灯火類の省電力化に起因するレギュレーターへの負荷増大を考察する~
よく、ヘッドライトやウインカー等の灯火類のLED化を行う弊害として、レギュレーターへの負荷が増えるという記述をWeb上で散見するが、Web上で実際にレギュレーターが焼損してしまったと記載されている車両はもう15~20年以上前の旧車ばかりであり、近年の車両はどうなのか謎だったので僕の125Rで調べてみることにした。
最近のオートバイのレギュレーターに共通していることだが、この車両も例にもれず、レギュレーターにはヒートシンクが取り付けられている。設置位置の風通しは悪くないが、ラジエーターの後方にあるため、走行風による冷却効果はあまり期待できそうに無い。
焼損事例が多数上がっている旧車の場合、ヒートシンクが無く、更にシートカウルの内側に配置するなど、その乏しい放熱性が焼損の原因なのは自明であったためメーカーも配慮した結果が今のレギュレーターの設置方法なのだろう。
早速検証作業に移行!
[概要]
使うマシンはCBR125R(JC50型)
気温5℃の日陰の下でレギュレーターに熱電対センサーを貼付し、同時にバッテリー電圧を監視しながらレギュレーターの最高温度を計測する。
省電力化実施前後でのレギュレーター温度の比較をするため、標準状態と灯火類を全てオフにした状態それぞれで測定する。
[測定値]
◆省電力化実施前(標準状態)
・バッテリー電圧:14.21V
・レギュレーター最大温度:38℃
◆省電力化実施後(灯火類オフ)
・バッテリー電圧:14.44V
・レギュレーター最大温度:54℃
いずれの場合もバッテリーへの充電が完了してから暖気完了後のアイドリング状態(約1500RPM)を維持して測定。
考察
今回検証した2パターンの消費電力の差は70Wなのだが、15℃近くレギュレーターの温度が上がった。これは、剰余電力量が増え、半導体の抵抗が増大し発熱したということに起因するのだろうが、思っていたよりも顕著に表れた。気温5℃のもと検証を行ったが、炎天下、気温30℃のような環境下ではレギュレーターの焼損や、そこまでいかなかったとしても発熱によるカプラーの溶解のような事象が起こる可能性は十分にあり得る。従って、灯火類を電球からLEDへ変更したりする場合は注意が必要なのかもしれない。
半導体の寿命と温度関係の間には、温度が上がれば上がるほど寿命が短くなるという相関関係がある。(下がる分には問題は無いが、絶対零度とかまで下げると当たり前だけど動かなくなる。CPUのガチOCするとき液体窒素とか使うでしょ。)従って、温度は上がらないに越したことはないため、温度を下げる方向で何らかの対策を講じておくに越したことはない。
対策方法を考える。
対策方法は風を当てる以外にない。
「やっぱり水冷だろ!」というキチガイみたいな兄貴は勝手にやって、どうぞ。
最も手軽なのが、モーターFANを使った強制空冷化。
レギュレーターのヒートシンクの上から冷却ファンを当てて固定するやりかた。
これと全く同様の事を行っているのがCPUファン。
おそらくコレで温度は下がると思うのだが、如何せんまだ未検証なので何とも言えません。
前の記事のテールランプLED化と同時に実行して、うまくいったら記事にしたいと思います。
では!
おわり。
テールランプLED化計画。(構想編)
ポジションとライセンス灯をLED球にしたノリでテールランプもLEDかしちゃおうかと回路設計なう。
計画の全貌は、ユニバーサル基盤をテールランプ内部の形状に沿って切り出して、LEDを設置するという超簡単なものだゾ!(これ以上手の込んだものは僕には無理)
用意するもの
1.赤色LED
2.炭素皮膜抵抗(330Ωと910Ω)
3.ユニバーサル基盤
4.ブレッドボード(持ってないので…)
5.そのたいろいろ。(はんだ一式、テスターとかないと話にならない系のもの)
クソみたいな回路図
詳細
LEDのデータシートによると、
順電圧(VF)2[V] (IF=20mA)だから、
バッテリーの起電力を12.4V、3個直列で繋ぐとすると
12.4[V]-(2.0[V]x3)/0.02[A]=330[Ω]
絶対最大定格IFが30mA
高回転をキープすると14.5Vくらいまで上がるけど、
12.4Vで20mA
14.5Vで25mA
15.0Vで27mAなのでオーバーして素子がお陀仏ってこともないっしょ(多分)
これらがストップ動作時の計算。
テールとして動作している間は、ストップ側は遮断されるので、回路を延長して抵抗を追加して電流を下げればLEDの照度も下がるんじゃないかっていう発想。
リサーチしてみたら、同じことをもっとハイクオリティーでされてる方がいたので、その人が試行錯誤した値を参考にしつつ910Ωに決定。
6.4/1230=5.2mAだからきっとうまくいくはず。
駄目だったら余った330Ω使いまわして調整すればいいしね。
ということでLEDを光らせる準備は整った。
だがしかし…
テールランプレンズの中で如何にしてLED、基盤を配置するかで超絶悩み中。
これはもう実物に合わせてトライ&エラーを繰り返すしかないので、なんとも言えん。
てな感じのガバガバプランだけど、やってみることにします。(ホモは好奇心旺盛)
費用計算したら3000円でおつりが来るくらいだし、失敗してもまあ多少はね…。
ということでうまくいったらブログのネタにします!
おわり
工作。+Amazonで買ったT10ウェッジLED球が思いのほか良かった。
現在極秘任務を遂行中。
んで、制作したのがこれら。
まあ、何に使うかはそのうちわかるさ♪(マジキチスマイル)
ロッカースイッチはせっかく全面照光式を買ったのに間違えてショートさせてお陀仏となりました(逆ギレ)
損害、200えん。
Amazonで買ったT10ウェッジLED球が思いのほか良かった。
頼んでから2週間くらい経った忘れたころにやってきました。
発送先は中華人民共和国…。
中を開けるとこんな感じ。
結構いい感じに見えるけど、評判の悪い中国直送商品。
ちゃんと光るのかどうかチェックしてみると…。
結構明るい。直視するとまぶしいくらい。
不良品は混入していなかったし、人生で初めて「Made In Chinaやるなぁ。」と思った(KONAMI)
取り付けてみた感じ↓
明るくなったし文句はない。
白よりも電球色のほうが良かったけど、白くしてみたら思ってたよりは悪くなかった。
あとは、耐久性だね。
いつ駄目になるかわかんないから予備持ち歩かなきゃいけないけど、そこは仕方ない。
ということでおわり。
Amazon.co.jp: SODIAL(R) 10 x T10 168 194 W5W車高出力白色20 SMD LEDウェッジ電球ランプ12V: 車&バイク
納期が遅すぎるのがガッカリポイント。
車載工具を選ぶ。(第2版)
前回整備したときに車載工具を持ち出して、戻さすに自宅に放置していたので車載工具は車載されておらず、さらに、そのほかの工具とぐちゃぐちゃになってしまっていてもう訳が分からん!(逆ギレ)
~出先で工具が無くて困ったあの事件の回想~
もうあんなことは嫌なので再度車載工具の選定開始!!
車載工具
・ソケット(差込角12.7mm)
基本的にこれがメイン。エンジンとかキャブレターとか小っちゃい部分はムリだけど車体、フレームならこれだけあれば十分。
・ソケット(差込角6.35mm)
差込角12.7mmのセットでカバーしきれていない部分を補完。
ダブるけど、8mmは持ち歩こうか悩み中。
・ハンドル類(12.7mm+6.35mm)
ないとソケットの意味皆無。
・モンキースパナ(小さめ)
主な用途はイニシャルアジャスターの”アレ”を回す。大抵のボルト、ナット類はソケットしか使わないので、出番は少なめ。
・六角レンチ5mm(安物)
シート下に工具を収納するため、タンデムシート下に書類と一緒にこれを入れておかないと工具が取り出せない。
・ドライバー
ハンドルと先っぽが別々のやつ。写真撮るの忘れるくらい定番。(言い訳)
使用頻度はメチャメチャ低い。(てか使ったことない)
戦力外通告された工具たち
・ワイヤーインジェクター
工具たちと盛り合って表面がガバガバになったワイヤーインジェクターくん。そもそも、外出先でワイヤーにオイル注すとか無いんでクビ。おつかれちゃん。
・ダブってたソケット
ダブってるけど6.35mmのハンドルには12.7mmには無い良さがあるかもしれないという幻覚が見え始めていて復帰させる可能性浮上。
(ちなみに、錆びているのは津波に流された父の車の中から発掘してきた工具だから)
採用するかしないか悩む工具
・プラグレンチ
デカくて邪魔。買った時についてきたちっちゃいのは紛失中。見つけたら追加するかも。とはいえ、4stだし、ましてやFI車。出先でプラグ換えたいシチュエーションってあるんですかね?…
こんなもんかな。若干装備が過剰な気はするけど、携帯圏外の山道とか走るし、備えあれば憂いなしって言うし念のため持ち歩こう。全部で1.5㎏も無いし。
クレジットカードにロードサービスも付帯しているので、自分で治すの面倒だったら自宅までレッカーしてもらって、レンタカーor切符手配してもらうっていうチートも用意済みだしこれもう完璧。
(コミネマン装備で新幹線乗るとかはちょっとイヤだけど…)
これで、今年のシーズンも故障の心配なく走りまくれるぞ!
ぼく:「雪くんはやくとけてね!」
雪くん:「・・・・・・・・・。」
あああああああああああああああああああああああ