鉄道模型一時

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◆鉄道模型、結局どっちがいいの?「小田急ロマンスカー10000形 HiSE」自作室内灯にコンデンサーを追加!

2020年08月28日 19時23分23秒 | 鉄道模型、室内灯組込
鉄道模型に自作室内灯を装備させる時、コンデンサーは必要なのか・・・という疑問に対して、色々自分なりに試した結果、ひとつの答えが見えてきました。


Webで情報を探してみると、コンデンサーを付けている方と、そうでない方がおられます。

概ねのWeb情報として、自作LEDへのコンデンサー追加は、

「必ずしも必要ではない」
「コンデンサー追加よりも、メンテナンスを徹底した方が効果がある」

というような印象で、目に見える(人間が感覚できる)室内灯の瞬き防止には、それほど効果があるとは思えません。

私は、コンデンサーを付けている車両と、付けていない車両があります。

2020.01.10.の記事
◆鉄道模型、自作室内灯にコンデンサーは必要か?「E231系 山手線」で検証

でも、記しておりますが、この度追加したコンデンサーは、

チップ積層セラミックコンデンサー
10μF
25V
3216サイズ

で、10μF程度では、走行時「車輪から受け取る電気が不定期的に断たれる事」に対する瞬きは、防止できません。この場合は、もっと大きな容量のコンデンサーが必要です。

では、10μFのコンデンサーは、「PWM方式によって電気が規則的に断たれる事」による、目視では分からない瞬きを抑える働きがあり、結果として明るく感覚されます。

この度の記事の写真下「小田急ロマンスカー10000形 HiSE」の左側の車両の自作室内灯のみ、コンデンサーを追加した状態です。
左から2両目はトレーラー、その左となりは、モーター車です。

この車両も先頭車のみ室内灯が暗い部類に入ります。

コンデンサーを追加した事により、確実に明るくなりました。写真、一番右の先頭車と比較しても、はっきりと違いが現れております。

この車両の特徴である連接台車は、動力車以外、車両1両に対してひとつの台車からの集電という仕様の為、室内灯の瞬き防止対策は、しっかりと行なわなければなりません。

以下の固定式レイアウト紹介動画で、「小田急ロマンスカー10000形 HiSE」を走行させておりますが、先頭車のみ顕著に暗いようでしたので、この度、コンデンサーを追加する事になりました。

【鉄道模型】レイアウト紹介6!ダブルスリップポイント相性について/TOMIXさんの良い点/小田急ロマンスカー、ブルートレインあさかぜ、スーパーあずさ、等【走行動画】
YouTubeさんで視聴


今回の記事写真のように4両編成だと「長野電鉄1000系 ゆけむり」のように見えます。

自作LED室内灯にコンデンサーは必要なのか?
結局どっちがいいの?

私なりの現時点での結論は、他の車両と比べて室内灯が暗いと思ったら必要、そうでなければ不要だという事になります。

また、コンデンサーを搭載すると、光が明るくなり過ぎる印象もありますので、実感的な明るさを求められる場合はコンデンサーを搭載しない方が良いでしょう。

鉄道模型的には、多少室内灯の光が明るい方が、撮影映えすると思います♪

WebSite : ななついろひととき
http://nanatsuiro.my.coocan.jp/

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4 コメント

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鉄道模型工作実験室 (rtmrw)
2020-08-29 19:29:04
自分もこの問題に悩みましたが、やっと解決しました。

1)ブリッジダイオードは逆回復時間の問題で、ショットキーバリアダイオードブリッジを使う事。
2)コンデンサ容量は100μF程度必要な事。
3)チップコンデンサ(セラミック製)は、直流電圧印加特性によって、効果が約1/5になってしまう事。
4)コンデンサを取り付ける位置も考慮する事。

これらの実験結果は、下記に始まるレポートをご覧ください。
「室内灯のチラツキを低減したい -- 問題点はどこか?」
http://rtmrw.parallel.jp/laboratory7/lab-report-159/lab-159.html

参考になれば幸いです。
コメントありがとうございます! (T.MONDEN)
2020-08-29 21:45:36
rtmrw 様

この度は、詳細な情報のご提供をくださり、お礼を申しあげます。
テープLEDが12Vの直流設計で、ブリッジダイオードを経由すると、1V以上電圧降下が起こる事も、LEDの明るさと安定性に影響していると思われます。

人間が感覚できる室内灯の瞬き防止対策としてのコンデンサーは、100μFは必要だという事は、それなりに大きなサイズのコンデンサーになってしまいそうですね。

ご案内くださいましたURLも拝見させて頂きました。
PWM制御によるLEDの瞬きは、人間の目には瞬きとして感覚されないのですが、結果として明るさが低下して感覚されるという事になりそうですね。

テープLEDは、LEDが3個と抵抗1個が直列接続された構成が1ユニットになっている仕様が、鉄道模型用途では安定した光を得にくい要因になっているようです。
LED1個と抵抗1個が1ユニット仕様のテープLEDなら、安定した光が選られるのかも知れませんが、手元に無い為試せておりません。しかし、直流12Vでの点灯を前提とした仕様なら、同じ問題を抱えている可能性もありそうです。
鉄道模型工作実験室 (rtmrw)
2020-08-30 09:20:15
参考にして頂き有難うございます。

自分が使用している12V仕様のテープLEDの明るさを抑えるため、510Ω、750Ω、1KΩなどの抵抗を挿入して5mA程度の電流が流れるように電流制御しています。

12Volt仕様のあるテープLEDの電圧-電流特性は、
「テープ式LEDを使って室内灯を作る その1」
http://rtmrw.parallel.jp/workshop2/work-report-57/work-57.html
などを参照ください。

自分の方針として、明るさを抑えるためにわざわざ抵抗を挿入しているので、ブリッジダイオードでの電圧降下は問題にしておりません。 その影響は挿入した抵抗によって調整すればよいと考えているからです。
コメントありがとうございます! (T.MONDEN)
2020-08-30 19:57:29
rtmrw 様

テープLEDを用いた自作室内灯は、そもそもテープLEDが鉄道模型用(0V-12V可変、または12VのPWMによるデューティー比変更電源)を想定した設計になっていない所が、色々な問題点の原因なのでしょう。

12Vの一定の電源(自動車の車内デコレーション用途など)が本来の想定した電源でしょうから、鉄道模型用に専用設計された製品(純正室内灯や、サードパーティ製の室内灯)を用いるのが望ましいのでしょう(苦笑)。

抵抗で光を抑えると、ポイントレールを連続で接続したヤード等では、テープLEDがとても暗くなってしまい、場合によっては光らなくなります。

詳細は、以下の記事をご参照願います。
https://blog.goo.ne.jp/nanatsuiro/e/442fadaef9bac2899a75a9d9fa24baec

12VのPWM制御方式で、ブリッジダイオードで1ボルト以上の電圧降下、さらにポイントの連続接続による電圧降下で10V程度まで電圧が下がると、テープLEDが光を放てるかどうかの境界線近くになってくるのかも知れません。

私の使用しているテープLEDは、車両に搭載した状態で、9Vスナップ電池の直流電源では、光りませんでした。それでも、ヘッドライトやテールライトは光りますので、テープLEDは、10V~12Vの電圧を要求するようです。

ご紹介くださったリンクURLも参照させていただきました。
テープLEDは色々と課題もございますが、その低価格が最大の魅力と言えますね♪

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