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実験 [HOゲージ]


zzz07527.jpg
キハ81のLED並列配線を以って今回の工事は終わりと思って

いたのですが どうやら取り付けたコンデンサーがまずかった様

ですので取り外すことにします ついでにLEDも取り外します









zzz07528.jpg
取り外したLEDは他のと脚の形状が違うんです

キハ81のLED取り付け位置は該当部分が天井高めになって

いるためLEDの脚で高さを稼いでいるんです









zzz07529.jpg
コンデンサー1080μFを撤去します









zzz07530.jpg
取り外しました









zzz07531.jpg
LEDを直列から並列に配線しなおし

左のボンドの付いた脚は高さ調整用です









zzz07532.jpg固定中です









zzz07533.jpg
結果は少々暗いです これおよそ2vですが電圧を上げても

明るくはありません  これ動力車が動き出す直前の電圧です









zzz07534.jpg
こちらは1100μF搭載のもの 全然明るいです









zzz07536.jpg
こちらはコンデンサーなし 暗いですね~

コンデンサーにそんな機能があったのですかね?









zzz07537.jpgコンデンサーの撤去です

でも、コンデンサーを撤去してしまうと非常に暗い

昼間だったら当に昼行灯









zzz07538.jpg
nari-masaさんのリクエストにお応えしての実験です

5連のコンデンサーを一つに変更してLED2灯並列にしてみました

そう、コンデンサー220μF一つです

当然電源オフの時は瞬時に消灯します









zzz07539.jpgコンデンサーを全部撤去した車両はこんな感じですが









zzz07540.jpg220μFのコンデンサー一つを取り付けた場合こんなに明るくなります

コンデンサーって蓄電、放電の作用以外でこんな効果があるのですかね









zzz07541.jpg
因みに以前多用していた10μFのセラミックコンデンサーに

変えてみました









zzz07542.jpg
やっぱり暗いですね~

ついでに今度は100μFに交換もほとんど変わりない

しかし220μFの一つで結構明るくなる これで常点灯が

叶ったら・・・・よし!やってみよう!

今日も戯言に最後までお付き合い頂きましてありがとうございました。


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コメント 12

ほくほく

こんばんは。
もしかして、白色LEDの要求電圧高いのかもしれません。
コンデンサが補助して明るくなってると思います。
なんか気になります・・・
並列でも片方が高めのLEDだとそっちにもっていかれて点かなかった経験があるので・・
少しずつ車両増やして確認してみてください。
違ってれば良いのですが。

by ほくほく (2019-05-10 18:51) 

東濃鉄道

当に実験状態ですね(*^_^*)
暗いと仰る状態がどのくらいなのか分かりませんが、実車も昼間に外から見て、煌々と光り輝いているようには見えないようで、若干暗くても問題なしということで、お茶を濁す訳には・・・・。


by 東濃鉄道 (2019-05-10 19:30) 

nari-masa

トータンさん こんばんは。
実験ありがとうございます。
そうそう、コンデンサーを付けると明るくなるんですよ。
うちのもそうでした。

その理由は多分、鉄道模型の電源は抵抗式の場合も交流を整流しているので、直流と言っても電圧は一定ではなく上下していると思うのです。回数は関東なら1秒間に100回、つまり50Hzの倍(平滑回路がついていれば別ですが)。
PWM制御ならもっとはっきりと電圧が上下します。

そうすると、LEDは実際には高速で点滅しているわけですね。
でもコンデンサーをかませると電源の電圧が下がった瞬間にもコンデンサーに蓄えた電気がLEDに流れますから、LEDは点滅ではなく常時点灯するようになります。
このため明るくなるのだと思います。

当然、電源電圧が下がっている時間、LEDに電気を供給しなければなりませんから、一定以上の静電容量は必要ですね。
その値が分からなかったのですが、なるほどLED+CRD15mAの2個並列の場合、100μFではダメで220μFならば明るくなるんですね。
これはいい結果を戴きました。
ありがとうございます。

ただ、もしかすると点灯し始める電圧はコンデンサー有りの方が高めになるかも知れません(コンデンサーの蓄電のためにピーク電圧が下がるので常点灯ができるかどうか?)。
この辺は更なる検証が待たれます。
宜しくお願いします(^^)/
by nari-masa (2019-05-10 20:25) 

トータン

ほくほく さん コメントありがとうございます。
22000mcdの超高輝度を2個並列にしています Nだったら十分に明るいのでしょうがHOには少々暗い感じ 実験では220μFの並列5個と1個での明るさの差はほとんどありませんでした 100μFではほとんど明るくなりませんでした コンデンサー全部撤去したら暗いので現在は220μF一つの配線に変更中です また以前の様に線路に12両全部乗せたら常点灯にならない可能性がありますがやるだけやってみます(^^;
by トータン (2019-05-11 07:37) 

トータン

東濃鉄道 さん コメントありがとうございます。
確かに実車も昼間は昼行灯ですけれど 夜は煌々としています それがどうにも叶っていないような気がするんですよ~
by トータン (2019-05-11 07:39) 

トータン

nari-masa さん コメントありがとうございます。
なるほど~確かにLEDは片側の極しか反応しないので高速点滅っていうのは知っていたのですが コンデンサーはそんな役目をしていたのですね 実験では220μFx5と220μF一つと10μF、100μFコンデンサーなしの場合しかやりませんでしたが 220μFと1100μFとの差はほとんどなかったような気がします 恐らく一番明るく光るのは220μF辺りが使用のLEDの最大輝度なのかな?ってな感じでしたね どうして220μF一つの場合が知りたかったのか?なんか少しわかったような?
とりあえず自分では計算できるわけではありませんので実際にやってみて結果を見るだけです この工事コンデンサー一つを残して切断するだけですので結果は早く出るかと思います ダメだったら暗くてもコンデンサーなしで我慢ですかね とにかくLEDとはいえ1両に4灯はやりたくないし テープLEDでは食堂車の通路が照射されないでしょうし 大きければ大きいだけの問題が存在しますね(^^;
いや~コンデンサーでとんでもなく楽しい思いをさせて頂きました ありがとうございました。
by トータン (2019-05-11 08:07) 

ジュンパパ

お早うございます。
コンデンサ撤去作業大変でしたね、更に再取付とはこれまた大変そう。
220μF×5個が1個にと1/5になるのですからパワーパック的には問題無くなりそうですね。
お使いのKATOハイパーDXはPWM制御なので出力はON/OFFの繰り返しでON/OFF時間の比で見かけの電圧が決まります。(ONの時は15V位出ているらしい)
見かけ2V付近ではON時間:OFF時間が1:4~5位と点灯時間の方が短い様です。(KATOハイパーDXでググると出力波形をオシロで見ている方のブログが有りました)
nari-masaさんが書かれている通り、コンデンサを付ける事で上記のOFF時間中に給電されるので明るくなるのだと思います。

by ジュンパパ (2019-05-11 09:15) 

がおう☆

こんにちはです。

不思議なものですね。
私も詳しくない人間ですから、「なぜ?!どうして?!」の世界です。
点滅を繰り返すLEDの滅を補完しているとは?!驚きの効果です。
Nではここまでの明るさは要らないんでしょうね。
おっしゃる通り大きくなればなったで問題は出てきますね(^-^;
by がおう☆ (2019-05-11 11:49) 

トータン

ジュンパパ さん コメントありがとうございます。
なんだかこのとことやることなすことダメです(vv;
今日220μFのコンデンサー取り外しと取り付け行ったのですが 常点灯とは程遠いでした 確かに12両線路上に置いて最初は おお~常点灯って喜んでみたのですが数分間運転していたら停止時に暗くなってしまいました やはり常点灯にはコンデンサーは禁物なのですかね そんなわけで明日はコンデンサー総撤去と言う事になります 少々暗い感じですがもうこれは諦めるしかないのでしょうね コンデンサーの仕業がまた判らなくなりました~ ハイパーDXの点滅も改善されませんでしたのでもうNでやっていた常点灯に変更して暗い室内に甘んじないとなりませんね(vv;
by トータン (2019-05-11 19:28) 

トータン

がおう☆ さん コメントありがとうございます。
そうなんです今日は尚更わからなくなりました(vv; 最初はいいかな?って思ったのですが時間が経ったら元通りでしたからね もうそろそろNに戻らないとレイアウトが山の途中で止まったままでしかもこの暑さですから夏になってまた出来なくなってしまいそうですからね どうにもあの山が鬼門のようです(^^;
by トータン (2019-05-11 19:31) 

nari-masa

トータンさん お早うございます。再コメかつ長文になりますが失礼します。
「最初は常点灯になったが、数分後にダメになった」件、当方の仮説ですが、以前ぼち吉鉄道さんがコメントしておられた通り、電源ユニットの容量不足というか、PWM制御とコンデンサーの相性の問題かと思います。

ハイパーDXは2Aもあるのに、と思われるかも知れませんが、少し考えてみると、PWMのパルス電圧は15Vほどあるんですね。

モーターとLEDだけなら、モーターを1A以内、LEDは15mA×24個+ヘッド・テールで約0.4Aなので編成全体で定格の2Aに納まります。

ところがコンデンサーを合計220μF×12個=2640μF積み込んでいて、このコンデンサーに入っていく電流は制限していませんから、瞬間的にはショートに近い大電流が流れると思われます。

この大電流はコンデンサーが満タン(満タン、という表現はイメージです)になるまで続きますが、PWMはパルス波なので、パルス波OFFの時はコンデンサーからLEDに向かって放電されます。

そうすると電源ユニットにとっては電圧を絞るほど(パルス幅が狭くなるほど)コンデンサーは満タンにならず、大電流が続くことになります。
この辺がパイロットランプ点滅の原因かも知れません。

むしろ最大電圧ならPWM波が平滑になり、コンデンサーがすぐ満タンになる上、コンデンサーからLEDに放電することもないので電流は大きくなりません。
でもこれではフルスピードで走りますから常点灯は難しいですよね(^^)

抵抗制御なら電圧自体を絞っているのでこの問題は起きにくいと思いますが、そうするとやはり常点灯が難しくなります。

いずれにしてもPWMで制御する限り、残念ながらコンデンサー一旦撤去は止むを得ないようですね。

次の手としてはコンデンサーの入り口にCRDをかませてコンデンサーに入る電流を50mA程度に制限する方法がありますが、これでチラツキ防止やLEDが明るくなるかどうかはやってみないと分かりません(当方でもやってみます)。

いろいろ実験して戴いてありがとうございました。
by nari-masa (2019-05-12 06:38) 

トータン

nari-masa さん 情報ありがとうございます。
いろいろと可能性を調べて頂いてありがとうございました もう昨夜からコンデンサー撤去の作業を開始しました アルミコンデンサーの代わりに10μFのセラミックコンデンサー搭載することに これは夕庵式に戻ると言う事になります 多少暗いですがこれは我慢するしかありませんに テープLED搭載は余り好きではありませんので・・・・・
走行中は最大限にあかるいのでこのままでもいいかな?って思っていたのですがコントローラーの瞬きはいただけませんので思い切って撤去です
線路に乗せた時点では結構明るかったのですがしばらく運転していたら停止中の室内灯が結構暗めになるように まさにご指摘の通りとなりました
やはり電気音痴は手を出さないほうが得策であると学習できました ありがとうございました。
by トータン (2019-05-12 17:13) 

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