3DプリンターでLEDデイライト２（安定回路編）

どこかで読んだのですが、車の電源は不安定でLEDを直接繋ぐと寿命が短くなる場合があると書いてありました。
いくら長寿命で壊れにくいと言われるLEDでも、それは安定した規格範囲内の電圧での話で、上限を超えた電圧を掛けると直ぐに壊れてしまいます。
車の電源をテスターで調べてみると確かに12.4～13.6Vありました。殆どの車用のLED製品は、そんなことも考慮に入れて作られていると思いますが、それでもスイッチを入れた瞬間の突入電流は予想の範囲をはるかに上回っていると思われます。
そこで気休めかもしれませんが、電源の安定化と明るさを調整する回路を市販のパーツを組み合わせて作りました。
作ったと言っても私はそんなに詳しくはないので、難しいところは組み立て済みのモジュールを寄せ集めて半田付けしただけです。

購入したパーツを書き出してみました。

【LED部分】-----------------------------------
商品名：イーグルアイ 大玉 LED
販売店：auショッピングモール
価　格：1120円×6個（価格変動あり）

商品名：ボルト型ＬＥＤ（デイライト）アタッチメント
販売店：DMM.make
価　格：11178円×１個

商品名：ステンレス 3M×15mm 六角ネジ（頭部は5.5㎜）
販売店：ホームセンター
価　格：30円×２個

商品名：ステンレス 3M×10mm 六角ネジ（頭部は5.5㎜）
販売店：ホームセンター
価　格：30円×１個
※無い場合はギボシをかしめるペンチで切断

商品名：FOLIATEC(フォリアテック) スプレーフィルムmini（マットブラック）150ml（HTRC2.1）
販売店：Amazon
価　格：1998円×１個
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小計￥19,986


【回路基本パーツ】----------------------------
商品名：LED用定電流（#13004）
販売店：ストロベリーリナックス
価　格：1080円×２個

商品名：降圧型DC-DCコンバータ（POW00900M）
販売店：せんごくネット通販
価　格：540円×１個

商品名：SW型プラスチックケース（SW-75B）
販売店：マルツオンライン
価　格：130円×１個

商品名：ユニバーサル基板 片面ガラスコンポジット（ICB-288G）
販売店：マルツオンライン
価　格：130円×１個

商品名：貼り付け放熱シール（17X113MM）
販売店：マルツオンライン
価　格：130円×１個

商品名：ガラス管ヒューズ 20mm小型タイプ（FGMB125V/3A）
販売店：マルツオンライン
価　格：30円×１個

商品名：プリント基板実装用ヒューズクリップ（F-042）
販売店：マルツオンライン
価　格：50円×１個

商品名：カプラー2極＜ロック付・110型＞（1198）
販売店：マルツオンライン
価　格：150円×１個

商品名：カプラー6極＜ロック付・110型＞（1200）
販売店：マルツオンライン
価　格：290円×１個
※シグネチャーLEDもデイライト化する場合は２個

商品名：4極防水コネクタHM090型（38183）
販売店：Amazon
価　格：864円×１個
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小計￥4,474


【シグネチャーLEDもデイライト化する場合】--
商品名：スモークLED 3mm白（LSLED-W301）
販売店：マルツオンライン
価　格：70円×１個
※LEDは不良品が多いので２～３個買っといたほうがいいかもしれません。

商品名：LEDホルダー 3mm用（CLED1H）
販売店：マルツオンライン
価　格：15円×１個

商品名：小型酸金抵抗(MOS) 1W 470Ω 黄紫茶金（MOS1C471J）
販売店：マルツオンライン
価　格：20円×１個

商品名：ショートバリアキーダイオード 50V／3A（1N5400-TP）
販売店：マルツオンライン
価　格：74円×１個

商品名：スイッチ汎用ON-OFF-ON 3極DC12V専用 丸型黒色小（as1105）
販売店：Amazon
価　格：380円×１個

商品名：エーモン コンパクトリレー（1586）
販売店：Amazon
価　格：738円×１個
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小計￥1,587


【保護パーツ・固定具など】--------------------
商品名：結束テープ19mm×20m（N855）
販売店：マルツオンライン
価　格：360円×１個

商品名：収縮チューブ4φ(内径)×140mm 7本（E462）
販売店：マルツオンライン
価　格：200円×１個

商品名：配線チューブ3φ×2m（1120）
販売店：マルツオンライン
価　格：300円×１個

商品名：配線チューブ5φ×2m（1115）
販売店：マルツオンライン
価　格：290円×１個

商品名：配線チューブ7φ×2m（1116）
販売店：マルツオンライン
価　格：400円×１個

商品名：配線チューブホルダー3φ4個（1786）
販売店：マルツオンライン
価　格：150円×１個

商品名：配線チューブホルダー5φ4個（1787）
販売店：マルツオンライン
価　格：170円×１個

商品名：丸型端子(6φ・6セット)（1141）
販売店：マルツオンライン
価　格：171円×１個
※本来はクワ型端子の方が便利ですが、ネットで入手が困難でした。　

商品名：エーモン ギボシ端子セット 徳用パック 30セット入り（1152）
販売店：Amazon
価　格：519円×１個
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小計￥2,560
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合計￥28,607（送料・税別）
※価格は変動している場合があります。
※工具や配線などは含んでおりません。

この他に0.5sqのダブルコード15ｍ（エンジンルーム用）と0.2sqのダブルコード4ｍ（回路用）ぐらいが必要ですが、私は色分けしたかったので数色購入しました。
結局、購入して使えなかった部品や工具なども揃えたので、４万円近く使ってしまいました。

＜必要な工具など＞
ドライバー（＋－大小）
短いプラスドライバー（バンパーの底のネジ用）
10㎜ラチェット
2.5㎜六角レンチ
ニッパー
ラジオペンチ
ギボシ端子かししめ用プライヤー
カッター
リーマー（切り替えスイッチの穴を広げる）
配線通し（エーモン 配線ガイド）
テスター
電池ケース（単三8本用があると便利です。回路やLEDテスト用）
ワニぐちクリップ（テスト用）
ドリル本体（私が使用したのはE-Value 充電ドライバー3.6V EL-330HB）
2㎜ドリル（木工用、鉄鋼用どちらでも可 上記ドリルに付属）
木工用ドリル10㎜（先が尖っているので鉄鋼用などより、正確に穴が開けれます E-Value 六角軸木工ドリルセット8Pcs）
半田ゴテ
半田（電子工作用）
松脂
仮止め用両面テープ（ナイスタック紙両面）
作業用の大きめのシート
クッション材（バンパー保護用）
手鏡（バンパーの底のネジ用）
懐中電灯
ライター（収縮チューブ用）

LEDアタッチメントはネジ穴が変形していて、LEDが入らないときは、10㎜／1.5ピッチのねじ切りタップで再度溝を整える必要があります。

回路図を作成してみました。
Aの回路図はデイライトのみとなります。
Bの回路図は、シグネチャーLEDランプもデイライト化したものになります。
メインスイッチは、純正のライトスイッチを加工してOFF以外で点灯するようにし、AUTOの位置ではデイライトのみ点灯させることができます（後で解説）。
Bではデイライトのみ点灯、デイライト＋シグネチャーLEDの両方点灯、AUTO位置でも両方消灯（車検時）の３つの切り替えができるようにスイッチを追加してます。

実は最初はLED用定電流（#13004）だけで点灯させていました。
一応、明るさを調節する摘みが付いていて、多少は減光できますが、シグネチャーLEDと同じぐらいの明るさまで下げようとすると突然消えてしまいます。
そこで降圧型DC-DCコンバータ（POW00900M）を追加して、こちらで減光するようにしました。
後から思ったのですが、このパーツだけあれば定電流器は不要じゃないのかな？と・・・。
しかし私は電子部品の知識が殆ど無いのですが、今のところうまく点灯しているので、取り合えずこのままにしてます。
あと、シグネチャーLEDもどなたかの整備手帳を参考にさせて頂いて、とても良い情報だったので、製作途中でしたが急遽これも追加しました。
結局非常に無駄な回路になってしまっている気がします。

＜ちょっと失敗しました＞
明るさを調節していて気付いたことがあります。
降圧型DC-DCコンバータのツマミで暗くしていくと、シグネチャーLEDまで暗くなってしまいましたOrz
そりゃそうです。コンバーター以降でシグネチャーの電源も供給してるからです・・・。
あ～ぁもう直す気力がありません。
なので、安定器側でギリギリまで暗くしてから、コンバータで調節するようにしてみます。
眩しいぐらいで使用する場合は、ほぼ問題ないですが、控えめにしたい場合は、Bの回路はダメですね。

＜加工について＞
ケースは穴あけの加工が必要です。
上部はヒートシンクが２個突き出しますので、少し大きめ（61×31㎜）にカッターで切り抜きました（写真１参照）。
側面にコードを通す穴を開けますが、8～10㎜程度で良いかと思います。
もう1つ側面に明るさ調整用の穴を開けました（写真３参照）。
ヒートシンクは皮膜が剥がれるとショートしそうなので、「貼り付け放熱シール（17X113MM）」を２つ並べる間に挟みました。

基盤はカッターである程度切り目を入れて、折って切断しました。
かなりスペースに制限があるので、DC-DCコンバータは立てて半田付けし、各部品同士が接触しない場所に固定してます。

デイライトの切り替えスイッチを付けるために、取り付けたい部品を写真の順序で取り外します。
スイッチを取り付ける穴は、一番小さなドリルで穴を開け、大きなドリルで再度開けますが、スイッチの径に満たない穴しか開けれない場合は、リーマーなどで穴を広げます。
リレーが動作したことを知らせるLEDは明るすぎるので、表面から飛び出ないような小さな穴にして、耐熱性のある接着剤などで固定した方が良かったです。夜になると眩しすぎます。

ライトスイッチがAUTOの位置にあるとき、周囲が暗くなるとシグネチャーLEDに電源を供給し始めるため、自作回路から供給している電源とぶつかってしまいます。
大丈夫なのかもしれませんが、安全のためリレーで回路からの電源を遮断するようにしています。
また、遮断されたことが分かるように車内で発光ダイオードが光るようにしました。、

なお、オートライトスイッチと連動のデイライト化に伴い、夕方でもデイライトを少しでも長く継続できるようにディーラーでオートライトセンサーの感度を最低にしてもらいました。

＜おまけ＞
あまり半田付けに自信がなかったので、「村田製作所」のホームページを参考に練習しまくりました。
半田付けが苦手な方は回路を無しにするか、「e-くるまライフ.com」のデイライトLEDコントロールユニット2（3,791円税・送料別）が使えそうな気がしますが、確認はしていません。
1.5Aがカバーできれば使えそうですが・・・。
この場合シグネチャーLEDもデイライト化するのは難しそうです。
（つづく）