フレキアーム付きLEDルーペをバージョンアップ

◆まえがき
実体顕微鏡のリング照明に使っているLEDを交換したついでに、ルーペの照明のLEDも交換しました。

◆外観

100均の商品でフレキアーム付きLEDルーペを作るという記事で紹介した物です。6年くらい使っていて、LEDが劣化している可能性があるので交換することにしました。

◆LEDの交換
・元の状態

LED6個を並列にして電流制限抵抗を付け、そのユニットを2個並列にした接続になっています。なお、電池は単三が3本です。

・新旧LEDの明るさの比較

右が取り外した5mmのLED、左がこれから取り付ける3mmのLEDです。サイズが小さい方が邪魔にならなくて良いので、この機会に3mmに交換することにしました。

この写真は直列にして明るさを比較しているところで、大きさが違うので単純な比較は難しいのですが、新しい物の方が2倍弱くらい光量が多い気がします。そうは言ってもこれくらいの差なら実用上は違いはほとんど感じないと思います。

◆LEDを交換

ともあれ、LEDを3mmの物に交換。配線は6個並列にしたものを2個直列、つまり 6p2s で接続し、電流制限抵抗は電池ボックス側に移動させました。

◆点灯回路を入れ替え
せっかく分解したので安い昇圧コンバーターを組み込むことにしました。このコンバーターはAliExpressで売られているMT3608(の互換チップ）を使ったもので、5個で250円くらいで手に入るのでコストを気にせずに使うことが出来ます。

このモジュールについては、MT3608を使った昇圧モジュール、動作不良を直すから始まる一連の記事でいろいろ評価を行っているので興味にある方はお読みください。安いですが効率は90%くらいあります。

・組み込んだ昇圧コンバーター

このモジュールは負荷によっては発振することがあるようですが、今回の使い方では大丈夫でした。オシロで確認してます。

・回路図

電流制限抵抗を10Ωにして、LEDの合計電流が120mA（20ｍA×6個）になるようにコンバーターの出力電圧を調整しました。

ここで最近注目している可変抵抗の陽極酸化による劣化問題について検討してみます。

コンバーターの中の回路は出力電圧を抵抗膜で分圧するようになっているので、ここだけ見ると陽極酸化が起こり易い極性になります。この説明、回路図を示すと判り易いのですが、準備できなくてすみません。 しかし、MT3608のFBピンの電流は-10nA(Typ.)なので流れ出しになっているので最終的には陽極酸化は起こらない極性になるはずです。たぶんFBのラインが断線した時に出力を絞るようにするため、こういう仕様になっているのだと思います。
ところでこの議論、電流の絶対値がどれくらい以下だったら気にしなくても良いのか知りたいところです。

◆まとめ
最終的にどれくらい明るくなったか興味がありますが、昇圧コンバーターを組み込んでしまったので同じ比較は出来ません。でも、改造前の2倍以上明るくなっているのは間違いないと思います。

DCDC昇圧コンバーターを入れた効果として、電池寿命の末期まで明るさが変わらなくなるのも利点です。なお、電池電圧がうんとさっがった時に暗く点灯することがありますが、その時はコンバーターがフルパワーで動けなくなっています。ともかく、最後まで電池の容量を吸い尽くそうとするので、ニッケル水素電池の健康には悪いので注意が必要です。このライトは、使い古した一次電池の残容量を最後まで吸い尽くすようなことに使うと良いと思います。