◆ [自作] 12灯式ＬＥＤランタンの制作！

昨日も ＬＥＤ（発光ダイオード）に関する話題 をアップしたばかりなのですが、引き続き今日もＬＥＤネタ第二弾です。

今回は、キャンプ用ＬＥＤランタンの自作に挑戦！　という話です。

■ＬＥＤランタン自作のきっかけ

ことの発端は、6月前半に参加したアウトドア仲間 Takemaさん 主催のキャンプ宴会でのことでした。毎年恒例で行なわれているアウトドアイベントで、北海道長期キャンパーを中心に、コアなアウトドア派な人が集まるなかなか刺激的なイベントです。

行くたびに、旅の猛者たちの装備や工夫・アウトドア料理に触れて、毎年「おーーっ」っと刺激を受けて帰ってくる秋場なのですが、今年はすっかり「ＬＥＤ」に感化されてきました。

何度かこのサイトの中でも書いているように、数年前に悲願だった白色発光ダイオード（ＬＥＤ）が実用化されて以来、ヘッドランプを筆頭に、アウトドア業界でも積極的に使われるようになってきています。懐中電灯の類はメーカーモノからバッタモノまで、たくさん製品化されているのですが、意外と少ないのが、ＬＥＤを使ったランタン。

もともとＬＥＤは指向性が強いので、一方向を照らすにはいいのですが、四方八方を幅広く照らすという用途には向かないというわけで、商品化が難しいという現状があるようです。

アウトドア用ＬＥＤヘッドライトのお陰で、ＬＥＤの持続時間の長さや経済性など十分に知っている我々にとって、電池切れ・球切れの心配しないでつけっぱなしにできるＬＥＤランタンがほしい！　と思うのは自然な願いとも言えます。

無いのなら作ってしまえ！　というのがＤＩＹの精神ですが、やっぱり、いました！
今回のTakemaさんのキャンプ宴会に集まった面々の中には自作派の人もいて、それもふたり。見事な自作ＬＥＤランタンを目の当たりにしてきたのでした。

私が「いいなぁ」と思ったのは、コーヒーの空き缶で作った手作り感溢れる16灯ＬＥＤランタン。テーブルに上に置くと、ちょうどうまい具合に並んだ料理を照らし出していました。

こりゃ、自分も作らなきゃ。かつての電気少年だった頃の自作魂が刺激されたのは言うまでもありません。

■ 準備したもの

実は数年前にも、白色ＬＥＤに注目して、小さなフラッシュライトを作ったことがあって、その当時は白色ＬＥＤ素子が一本200円程度していました。

しかし、今回改めて部品調達してみると、白色ＬＥＤが1本45円にまで値下がりしていたのにはビックリしました。

用意したのは、60°の広角タイプの白色ＬＥＤ（6,500mcd）を12本。それに電流制限用の抵抗75Ω（1/6W）と、配線するためのユニバーサル基盤とリード線少々。合わせて700円くらいでしょうか。

筐体に使うケースは何にしようかと思い、100円ショップをブラブラしていて見つけたのは、普通の電球を使った電池式ランタン。へぇ〜、こんなものまで100円で売られているんだ〜、とふと手に取って気付きました。そうだ、コイツを改造してやればスイッチなどのケース加工を気にしないで簡単にＬＥＤランタンが出来るんじゃない？

ちなみに改造前のこの100円ランタン、どうもイマイチです。ランタンの形をしている割には、立派な反射鏡が付いていて、フラッシュライトとして正面を照らすのはいいのですが、周辺を照らす能力はほぼゼロ。せっかく立てたり吊したりできるように、筐体の設計はいいのに残念。

ということで、ますますコイツをＬＥＤ化して実用ランタンに仕上げてやらなくちゃと決意を新たにした次第です。

（この電池式ランタンは、グリーンオーナメントという100円ショップ卸品を作っているメーカーのもので、商品名は「ミニライトスタンド」といいます。詳細は下記のサイトへどうぞ。→ http://www.green-orna.co.jp）

■ 制作過程

100円ショップのランタンは、単3電池4本仕様。最低でも3.4Vが必要なＬＥＤを駆動するには申し分ありません。実際のところ電池一本はスペーサーを使用して3本で駆動することも可能ですが、手元に4本セットで使っているニッケル水素電池（充電電池）があったので、そのまま単三電池4本仕様で設計することにしました。

電池4本に直接ＬＥＤを接続すると電流が流れすぎて焼け切れてしまうため、電流を制限するための抵抗を入れる必要があります。白色ＬＥＤの定格電流は20mAとなっていますが、30mA程度までは問題ないようです。当然電流が多い方が明るくなります。

いろいろ計算した結果、今回は75Ωの抵抗を入れてみることにしました。普通の乾電池を使った場合1.5V×4本＝6V。この場合のＬＥＤ1本あたりの計算電流値は約35mA。ちょっとオーバードライブな気もしますが、乾電池が6Vをキープするなんて、最初のわずかな時間なのできっと大丈夫でしょう。今回メインで使う予定のニッケル水素電池を使った場合、1本あたり1.2Vですので、1.2×4本＝4.8V。この場合でも約19mA流れる計算になります。

抵抗値が決まれば、あとはひたすら基盤にハンダ付けしていくだけ。12個のＬＥＤの片足に抵抗をつけて、あとは12個全部を並列に電源に繋げていきます。今回は筐体となるランタンの大きさを考えてＬＥＤ12本としました。空中配線にしたり、基盤をきちんと設計すればもっとたくさんのＬＥＤをつけられると思いますが、あまり増やすと全体の消費電流が増えて、持続時間が減ってきてしまうので、バランスが難しいところです。今後、要実験課題です。

　　　

基盤が完成したので、今度は筐体の加工です。最初はタッパウェアみたいなものを加工してボディにしようと思っていたのですが、この100円ランタンに出会ったお陰でケース加工が相当楽になりました。スイッチはもともと付いていますので、電球取付金具の部分に直接リード線をハンダ付けして基盤に持っていってやればＯＫ。

基盤の固定方法は悩みましたが、結局透明なカバーの真上にφ3の穴をドリルであけて、電子部品屋で売っている基盤取り付け用のスペーサーをかませて、基盤を吊り下げるようにネジ止めしました。もちろん反射板は外します。（はめてあるだけなのでこじったら簡単に取れました）

そうして、完成したのがこちら。

　　

■ 自作ＬＥＤランタン完成後インプレッション

今回は白色ＬＥＤを12灯使いましたが、実用上の照度は十分ありそうです。改造前の電球式のランタンと比べてみると、反射板を取り除きＬＥＤを横向き四方八方に配置したお陰で、テーブルの上に置いて使う分にはずっと実用度が増しました。また色合いや光軸のムラがなくなって、あたりをまろやかに照らすようになりました。

全体的な明るさを比べるとどっこいどっこいかなぁ。まあ、白熱球とＬＥＤでは色温度（色味）も特性もまったく違いますので、視覚的に比べるにしても単純には判断できないのですが、もしかしたらやや暗くなったかも。

ただ実用照度を保ちつつも消費電流は劇的に減りました。もともとの白熱球をニッケル水素電池4本で駆動した場合、連続点灯だと約5時間で消えてしまいました。電流を測定してみたところ500mAを軽く振り切っていました。

その点、今回自作の12灯ＬＥＤユニットは、トータルの実測電流で225mA。まだ実験していませんが、計算上、約10時間は持つはずです。電圧低下に伴って電流も減っていきますので、実用上はもうちょっと長持ちするかも。（後日また実験結果をご報告したいと思います。）

ということで2-3日のキャンプであれば、電池の容量を気にすることなく使える電池式ランタンが完成しました。今回は試作品ということで手軽さをモットーに単純な造りにしてみましたが、今後、いろいろ改良を重ねていってみたいと思っています。ＬＥＤひとつあたりの電流を下げて、そのぶん球の数を増やしてみたらどうだろう？　とかね。

なにせ白色ＬＥＤを100本まとめ買いしてしまったので、まだまだ遊べそうです（笑）

【参考文献】
　・LED電子工作ガイド
　・光で遊ぼう! LED電飾＆蛍光灯―電子工作が初めてでも作って学べる

追記：先日、東北地方を1週間ばかりキャンプ旅行をした際に、ＬＥＤランタン大活躍でした。ただテーブルの上で使う分には、ちょっとまぶしすぎてもうちょっと光量を落としてもいいかなという感じでした。それと、長時間使用しているとＬＥＤランプが「球切れ」を起してしまうという現象が見られました。おそらく抵抗による発熱が原因で、ＬＥＤに流れる電流が想定以上に上がってしまったのだと思います。放熱を考えるか、もしくは抵抗値を調整した方が良さそう。このページを参考にＬＥＤランタンを作られる方がいましたら、抵抗値は90〜120Ω程度にした方がよさそうです。（2005.8.20）