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20157月08

Illimagic M-60C UVスペシャル計画

マリンアクアリウム エイジ 11:51
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今回は、4年落ちのIllumagic M-60Cを、UVスペシャルに生まれ変わらせます♪

Illumagic M-60C

Illimagic M-60C → UVスペシャル計画!

  • 光量(PAR) ノーマル比 170%オーバー!
  • UV出力 ノーマル比 1000%オーバー!
  • プリズムレンズ変更で色ムラ解消!

この当時のアクアLED製品としては、IllumagicのUV域の波長強度不足レベルは他社と大差ありませんでしたが、光量(PAR)は他社より圧倒的に弱かったことが知られています。例えば、M-60Sは 345 umol/m2/s @30cmしかありませんでした。他社はこの頃 500-600 umol/m2/s @30cmが一般的でした(当時のKRでも500オーバー)
そこで今回は、UV強化と併せて全体の光量アップも狙います。
また、Illumagic Blazeシリーズ特有の色ムラも解消してみます。

Illimagic M-60C 純正スペクトル(理論値)

まず、M-60Cの理論上のスペクトルはこんな感じです。

これは4年前に計算したものですが、当時はパープルLEDを420nmと勘違いして計算していたため、実際のUV域はこれよりさら更に弱くなることが後に判明しました。

Illimagic M-60C 純正LED素子の構成

こちらがM-60CのLEDユニットです。1ユニットあたり16素子で構成されています。

Illumagic M-60C:LED基板

各チャンネルのLED素子とドライブはこのような構成です。

ch. White ch. Blue ch. UV ch.
LED素子数 4素子 4×2=8素子 4素子
LED構成 Cree XP-G CW×3
Cree XP-G NW×1
Cree XP-E RoyalBlue×4
Cree XP-E Blue×4
SemiLEDs 405nm×2
Pink LED×2
公称ドライブ 3.5W 3.5W 1W

今回はUVチャンネルの4素子(上画像の赤丸)をすべてUV系LED素子に換装して、UV域の波長強度の確保を目指します。また、少しでも高効率・大光量の恩恵を得るために、もちろん400+420nmデュアルチップLED素子を使用します。

●UV 405nm×2 + ピンクLED×2 → 400+420nmデュアルチップLED×4

Illimagic M-60C 純正ドライブ電流の仕様

尚、ドライブ電流の実測値はこのようになっていました。

ch. ALL White ch. Blue ch. UV ch.
(1) (2)
LED素子数 16素子 4素子 4素子 4素子 4素子
ドライブ電流 3322 mA 1022 mA 934 mA 997 mA 369 mA

白チャンネル/青チャンネル共に約1000mAが流され、公称通りの3.5Wドライブと言えそうです。一方、UVチャンネルも公称通り約350mAの1Wドライブでした。
さて、この状況でUVチャンネルのLED素子を仮に全てUV系に換装したとしても、そもそもUVチャンネルは1W駆動なので光量アップ量はたかが知れています。従って、UVスペシャルを実現するためには、UVチャンネルも他のチャンネルと同様に3W駆動以上で回さないと意味がありません。ところがこの製品はこの状況で既に119Wを消費しており、純正の120Wアダプターでは既にリミットいっぱいでした。そこで、UVチャンネルのドライブ電流を増やした分だけ、他のチャンネルのドライブ電流を抑えることにしました。

●UVチャンネル 1W駆動 → UVチャンネル 3.4W駆動
●他チャンネル 3.5W駆動 → 他チャンネル 3.2W駆動

その結果がこちら。

ch. ALL White ch. Blue ch. UV ch.
(1) (2)
改造前 3322 mA 1022 mA 934 mA 997 mA 369 mA
改造後 3358 mA 824 mA 807 mA 819 mA 908 mA
変更% 101.1% 80.6% 86.4% 82.1% 246.1%

* ドライブ電流の変更方法は難易度が高いため割愛します
* 900mA流すには5W定格以上のUV素子が必要です(今回は6W定格を使用)

白チャンネルと青チャンネルを少~しずつ削り、UVチャンネルを250%にアップ♪
これでトータルドライブ電流は換装前より微妙に増えましたが、消費電力は115Wに下がりました。何故って? それがデュアルチップの高効率の恩恵なのです♪

Illimagic M-60C レンズ交換

さらに、レンズも変更します。
Illumagicの純正レンズは、せっかくの高耐性75°シリコンレンズですが、暗くちゃ意味ないので、もう少しビーム角を絞ります。お得意のプリズム60°レンズへ変更です♪

Illumagic M-60C UVスペシャル:レンズ

また、純正の3mm厚ガラス板も、アクリル1mm板へ変更しました。
これは元々変更するつもりはなかったのですが、交換したレンズが微妙にガラス板と干渉して組立て不能になった(汗)ため、やむなく1mmのアクリル板に変更せざるを得なくなったというオチ。。。しかし、使用したアクリル板の全光線透過率93%が功を奏して、ガラスに比べて3%程度の光量アップに♪
5000Kハロゲンランプを用いたガラスとアクリルの透過率比較がこちら。

5000Kハロゲンを用いたガラスとアクリルの透過率比較

但し、アクリルだとUVがゴッソリ減衰しちゃうので、390nm以下のLED素子を採用したい場合には不向きですね。幸い今回は最短波長が400nmだったので許容しましたけど。

●75°シリコンレンズ → 60°プリズムレンズ
●3mm厚ガラス板(透過率90%) → 1mm厚アクリル板(透過率93%)

レンズ交換の結果、ビーム角はこうなりました。

Illumagic M-60C UVスペシャル:ビーム角

60°とは言え、拡散プリズムのお陰で実質の照射範囲は純正75°と大差ない結果に。
いや、ぶっちゃけ純正より広く照らせてます(笑)

Illimagic M-60C UVスペシャル スペクトル強度実測結果

そして、スペクトル&PAR強度の測定結果がこちら。

Illumagic M-60C UVスペシャル:スペクトル

上が換装前、下が換装後です。
白ch青ch共に少~しドライブ電流を削ったけど、集光レンズにより逆にPARアップ!
しかも純正とは比較にならないUV域の確保!!!
これが Illumagic Blazeシリーズ 世界初UVスペシャルだぜ~!!!

具体的なPARのビフォーアフターがこちら。

PAR@30cm
[umol/m2/s]
ALL White ch. Blue ch. UV ch.
ノーマル 312 97.6 206.8 19.2
UVスペシャル 534 104.2 265.3 193.0
アップ% 171.2% 106.8% 128.3% 1005.2%

なんと!? 全体のPAR増加率170%越え!
そしてUV域の増加率はなんと1000%越えっ!!!曝

YOU、Illumagicの潜在パワー引き出しちゃいなYO♪

ただ、元々のPARが300台なので、さすがに500オーバーが限界ですね。
これ以上を狙うなら、ACアダプターを180Wに変更して更にドライブ電流をアップかな。
そうすれば700オーバーくらい確保出来るかも?
あ、ファンも強化しないとね。

尚、換装前の光量はLED素子×2ヶ分暗いデータになってますのでご了承ください。元々、球切れの修理もあったからです(汗)
修理自体はCree XP-E Blue×2のリフロー換装にて完了しました。

あ、そう言えば国内でのIllumagicの修理対応は先月で終了しましたね。しかし、引き継ぎの国内サービスがまだ未定なので、もし修理や改造をご希望の方は一度僕までご連絡ください。LED素子の交換くらいならなんとかなりますし、最悪、専用パーツが必要な場合でも、Illumagicから取り寄せできるか交渉してみますので。

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