古いRVの新しい照明

妻と私は昨年、古いRVを購入しました。古い車にはよくあることですが、室内灯が最新ではありません。私たちのこの新しい道具は29年前に製造されていて、使用されている技術も同じ程度に古いものです。

図1：私たちの新しい旧式RV（画像提供：Michael Marwell）

古いランプはいい感じにほのかな明かりを提供し、ロマンチックなディナーには適していますが、読み物をしたり、ボードゲームをしたりするのに辛うじて足りるだけです。また、照明をフルに点けると、それ相応にRVを明るくするには、多くのエネルギーが必要です。

RVでキャンプ場に行ったときに、電力線が利用できる場合は、電力供給は大きな問題にはなりません。しかし、今年はこのキャンピングカーでルーマニアに行き、大自然の中で1晩以上キャンプする予定です。この場合、バッテリでランプを点灯する必要があります。そのため、可能な限り少ない消費電力で可能な限り最高の照明を得たいと考えています。私の解決策は、照明をLEDにすることです。

最もシンプルな可能性は、12VのLEDストリップを取得して取り付けることであり、これで、このプロジェクトは完了するでしょう。

ただし、信頼できる照明をLEDで長時間提供することは、それほど単純ではありません。通常、LEDは使用中に比較的強く発熱するため、LEDを木製部品に直接接着させるのではなく、金属構造に取り付けて、十分な冷却を確保する必要があります。

LEDストリップに関しては、接着剤が熱で柔らかくなり、LEDストリップが接着面から外れたため、私はこれまであまり良い印象を持っていませんでした。

そのため、私は、回路基板など、しっかりとした土台に組み付けたLEDモジュールが望ましいと考えます。DigiKeyは、さまざまなLEDモジュール（LED照明 - COB、エンジン、モジュール）を在庫に取り揃えています。

色温度、電圧、電力、その他のパラメータを考慮して、Samsung Semiconductor, Inc.のSI-B8T06128CWW LEDモジュールを選択しました。4000Kの色温度を持つこの照明は、私にとって冷たすぎず、妻にとっても暖かすぎません。

オンボード電圧は12Vですが、通常、実際の電圧は12Vを超えています。使用されているバッテリ技術と設定されている充電曲線に応じて、充電器とオルタネータは、最大14.7Vを供給します。照明スイッチを介して、モジュールとオンボード電源を接続した場合、電圧が高すぎるためにLEDモジュールが確実に機能しなくなり、熱くなりすぎて、最終的に故障する危険性があります。

そのため、適切なLEDドライバが必要です。私は調光可能な光源の愛好者なので、LEDドライバも調光可能である必要があります。

LEDの調光について少しは知っているつもりですが、私が思いつくこと以上の考慮事項が確実にあります。技術記事「光の品質を低下させずにLEDを調光する方法」には、調光について私がさらに学ぶ必要のあることが書かれています。

とはいうものの、私は、自分で回路を作成するのではなく、既製のソリューションを使用することにしました。

DigiKeyはいくつかのLEDドライバを提供しています。たとえば、PCB実装向けのドライバや外部ドライバです。

調光可能性、適切な電流制限、入力電圧範囲、プリント回路基板の節約といった重要な基準に基づいて Recom PowerのRBD-12-0.50/Wを選択しました。このバージョンには、LEDモジュールと既存のケーブルに接続できるケーブルが付いています。

このLEDドライバを使用すると、シンプルなポテンショメータ、またはPWM制御によって輝度を調整できます。さらに、バックブーストドライバは、バッテリの電圧を制限しません。

私はコンポーネントをラボの電源にすばやく接続し、さまざまなテストを行いました。

LEDモジュールを電源に直接接続した最初のテストでは、電圧を10Vから15.5Vに上げると、電流が大幅に増加し、LEDの輝度も高くなることが示されました。モジュールは15.5V用に指定されていないため、このテストはごく手短に行い、仮説を確認しました。LEDモジュールは短時間で比較的熱くなったため、このテストは行わないよう強くお勧めします。

2番目の試みとして、LEDドライバをLEDモジュールに接続し、LEDドライバの使用されていないケーブル端を絶縁して、電源で10Vから15.5Vの電圧を再度テストしました。結果は、まさに予想どおりでした。私の主観では、LEDは、全入力電圧範囲で一定の輝度を維持しました。

図2：クイックテストのセットアップ（画像提供：DigiKey）

LEDモジュールで測定された電圧は、入力電圧が異なるにもかかわらず、12Vで安定していました。LEDドライバの出力電流は測定していませんが、入力電流は、10Vで約600mAから15Vで約400mAに低下し、予想範囲に収まりました。

ただし、輝度制御は、ポテンショメータの回転範囲の一部のみで機能しました。ポテンショメータの回転範囲の約半分では、LEDの輝度が最大でした。

この理由は、データシートですぐに見つかります。アナログ入力が1.5Vで、早くも出力電流は100%に調整されます。基準電圧出力は5Vの電圧を供給するため、ポテンショメータも電圧を0Vから5Vに調整します。解決策として、私は、ポテンショメータと基準電圧出力の間に抵抗器を配置し、それだけで輝度制御の全範囲でポテンショメータを使用することができました。基準電圧出力が過負荷になることを防ぐために、27kOhmの抵抗器と10kOhmのポテンショメータを使用しました。

アナログ調光は私の要件に対して十分であるため、今のところはPWM入力の使用は見送りました。PWM回路を介したランプの減光は、今後もう少しキャンピングカーをスマートにしてからやってみようと思います。少なくとも、将来的に、完全な再設計を必要としないで実現できる可能性は確保しています。