結果 Oh! Life

懲りずに書いてみたりする結果オーライな日記



20167月12

Maxspect Razor 遂に自作基板♪笑

この記事を含むタグの全記事リスト: LED LEDライト Maxspect Razor スペクトル 自作関連 電気系

先日、Razor 10000K 60Wへ白リフレクターを装着しましたが、その続きです。

あのままじゃPPFDが189 umol/m2/sしかないので、やはり最新15000Kモデルのように、旧13素子→新19素子みたいなパワーアップ術を施さないと、使用に耐える光量は得られないなぁ~と悶々とすること約2週間。。。
気がついたら、禁断の扉が開いてました(爆)

Maxspect Razor 自作LED基板(設計用)

2mmのアルミ板加工は、ご老体には堪えます(汗)

前にRazorのガラスレンズの投稿で、半ば冗談で発案したコレです(爆)

まさか、マジでコレをやる日がくるとは。。。苦笑

ただ、15000Kみたいに6ヶも白LEDは要らないので、とりあえず白LED率25%で設計することにしました (Razor 15000Kは白LED率32%、Hydraは23%)
その場合、Razorは1ユニットあたり13素子なので、3-4素子の白LEDが必要です。
そうすると、白chと青chに使える単波長LEDは残り9-10素子です。それで、KRのように各chともフルスペクトルを確保しようと思ったら、白chへのUV系+シアン系の補完と、青chのワイドバンドブルーの構築を、たった9-10素子で構成しなければなりません。

物理的に無理じゃね?笑

そこで活躍するのが、この秘密兵器です。

Cree XML 4チップ直列タイプ

Cree XML 4チップ直列タイプ♪

これなら、見た目は1素子ですが、実質、白LED×4ヶ分として機能します♪

また、コレを使うことで、4素子直列回路×4ラインの判りやすい回路が組めます♪

Maxspect Razor LED基板回路変更

そう、実質16素子として設計することが可能になるのです♪
ま、15000Kの19素子には劣るけど、これでも白LED率が25%確保できるので、海水向けとしてはなかなか妥当な白LED数となります。
但し、ドライブ電圧が足りなくなるので、純正12Vの電源電圧を15Vへ変更する必要があります。幸い、Razor 60Wの電源ボックスの出力電圧は12-16V仕様なので、電源ボックスを分解して電圧調整ボリューム(V adj)を回せば容易に15Vへ調整可能です。もちろんテスターで見ながらの調整が必要です。あ、自己責任でお願いしますね(笑)
あと、厳密には白LED側の電圧がややドロップするので、並列回路側と電圧を揃えるために、白LED側へVF 1V程度の適当なダイオードを一つ咬ませてあります。詳細は割愛。

何と言ってもこの設計によるメリットは、白LEDに割くスペースが素子1ヶ分だけで済むので、他の12素子スペースはすべて単波長LED素子で埋め尽くすことができるってことです。これで、純正で物足りなかった波長を密に補完することが可能になる訳です♪

さらに、今回の目玉はもう一つ! むふふ♪
ガラスレンズを使うにしろ、リフレクターを使うにしろ、もうUVでレンズが焦げる心配はなくなりましたよね?
と、言う事は、、、!?

そう、これも入れちゃうぜぇ~?

ナイトライド370nm

ナイトライド最強370nm!!!

まーこのためにスペースを確保したとも言うけど(笑)
ついに実用強度のUV-A 370nmを有したシステムLEDライトの誕生となるかっ!?

ちなみに、LEDデザインが決定するまでは、LED素子の配列はコロコロ変わりますので、このようなネジ固定方式のアルミ板は非常に都合が良いのですが、このままじゃネジが干渉してレンズもリフレクターも装着不可能であることが判明しました(爆)

Maxspect Razor 設計用LED基板の組み込みテスト

設計が決まったら、もうひとつ本番用のアルミ板を作るか。。。手が痛いけど。。。泣

また、実質の素子数が増えたことで消費電力も少し増え、電源投入時は約68W、その後加熱による出力ダウンにより約62Wまで低下することが判明。そして、その時の天板温度は60℃オーバー。うーん。。。ファン足すか(笑)

12cm静音ファン追加

ちょうど、使ってなかった12cm薄型静音ファンがあったので、ボルトオン♪
これで天板温度は最高でも45℃(室温29℃時)止まり、15℃も下がりました♪
もちろん、加熱による出力ダウンもなし! 終始68Wのまま♪

だったら、、、もう少し出力アップできるんじゃね?爆

で、またまたドライブ回路を改造して、製品消費電力を73Wまでアップ♪汗

Razor改造最終消費電力

電源装置の定格が最大75Wなので、これ以上はアカン。。。汗

とりあえず、素子配列と素子構成が決定したので、本番用のボードに作り替えました。

Maxspect Razor 自作LED基板完成品の組み込み

ネジは使えないので、固まる放熱シリコンの出番です♪
固まるシリコン、久しぶりに使ったけど、やっぱり便利だぜぇ~?

特別にLEDデザインも公開しておきます。

Razor独自基板最終LEDデザイン

じゃんじゃん真似てください。ただ、波長強度が肝心ですけどね(汗)

そして、気になるスペクトルは、こうなりました。

Maxspect Razor 自作LED基板完成品のスペクトル結果

UV-A 370nmがガツンと効いたフルスペクトルですぜ♪
その370nmは、まさに超浅場の太陽に相応しく、白chに含めてあります。
しかもその白chは、Ra90オーバーの高演色性も実現!
アンバーが太いのも、4000KのCree XMLを使ったお陰です♪
そして、青chは定番のワイドバンドブルー♪

Razorだって、磨けばここまで光るんですね♪

ちょっと手間が掛かりすぎるけど(汗)

強いて言えば、370nmは最強ナイトライド、400nmはモンスター400nmを使ったけど、420nmがいまいち強い素子がなかったので、2ヶ使って誤魔化したくらいです(汗)
あぁ~・・・3535サイズの最強420nm、どこかに落ちてないかなぁ。。。

あ、あとね、Razorの白リフレクターは前面がアクリル板なんですが、370nmの透過率を見る限りほとんどロスしてないので、UV対応素材を使ってるようですね。前作がかなりの教訓になったのでしょう(汗)

ちなみに、最新Razor 15000Kとのスペクトル比較はこうなります。

スペクトル対決:Razor 15000K vs Razorフルスペクトル

どう? ヨダレ拭いてください(笑)
Razorフルスペクトル・アップグレードキット作ったら売れるかな?汗

さて、今回の改造では、光量の問題はどこまで解消されたのか!?
まずは、ガラスレンズでチビってみましょう♪笑

Maxspect Razor改+ガラスレンズのPPFDテスト

きたぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁ!!!!!
はっぴゃくオーバー!!!!!

でもよく見て。ど真ん中だけよ、眩しいのは(笑)
そりゃそうか。真ん中の1レンズの中に4素子入ってるんだから(笑)
これじゃ、光量ムラが激しくて実用に耐えないよねぇ。。。

じゃ、やっぱり白リフレクターを使うしかないか。

Maxspect Razor改+リフレクターのPPFDテスト

ま、前回の189 umol/m2/sと比べると、今回は228 umol/m2/sなので、約20%の光量アップが叶ったことになります♪
13素子→16素子だから、まーそんなもんか。
じゃ、19素子なら40-50%アップだから、PPFDで270-280くらいかな?
てことは、仮に15000Kの70Wを買っても、300は超えそうもないね。。。
どのみち浅場のSPSは厳しいかぁ。。。3ユニットの180Wモデルなら600いくけど。。。
と言う訳で、この辺でお開きです(笑)

その他、何かリクエストがあれば、お気軽にどうぞ。

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20167月09

巷のガラスレンズ仕様UV系LED素子

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実は僕は僕で、次期KR用ガラスレンズUV素子と同じパッケージを海外通販で見つけたので、試しにお取り寄せしてみました。

ガラスレンズ仕様UV系LED素子

365nmと400nmです。

ガラスレンズ仕様UV系LED素子のチップ

400nmは当初次期KRに採用する予定だったモンスター400nmと同じチップですが、365nmのチップはお初です。どこのチップだろこれ。ま、とにかくこれがナイトライドくらい強力だったら嬉しいなぁ~♪
・・・なんて淡い期待を抱きつつスペクトルを測定。。。

ガラスレンズ仕様UV系LED素子のスペクトル強度

弱っ!笑
しかも365nmのくせに375nm!? 10nmもズレてるやないの!!!苦笑
波長強度もせいぜい200mW台かな。。。そこそこ中途半端に高かったのに(汗)
やっぱ365nmは当分ナイトライド一択ですね。。。
400nmも、波長強度は強いんだけど、やっぱり395nm寄りか。。。うむむ。

試しに、この製造元に425nmも持ってるか尋ねたところ、MOQ(最小ロット)100ヶ以上なら作るよ♪とのこと。うーん、、、弱い365nmは要らんけど、この400nmの強度ならありかな。あとは波長精度がきっかり指定できたら良いんだけど。。。一応、僕の自作向け汎用パッケージLED素子の3535版(XP互換)の候補にノミネートしておこう。。。
あ、でも汎用パッケージと違って、3535素子はリフロー溶接だし、あまり需要ないのに100ヶ作っても厳しいかなぁ?

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20166月29

Razor 15000Kアップグレードキットを試す

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前回の続き?
ではなく、また別のRazor物語をお届けします。

じゃじゃ~~~ん♪

Razor 15000Kアップグレードキット

Maxspect 最新Razor 15000Kの
アップグレードキットの入手に成功♪

苦節50年、幾多の困難に阻まれつつも、ようやく入手できました~♪笑
但し、例によって入手ルートは大人の事情で自・主・規・制でお願いします(汗)
欲しい方はこっそりメールでお尋ねください。
すべては、入手ルートを今後も後世に繋ぐため。ご理解くださいね。

ホントは旧Razorの欠陥対応としてメーカーや代理店が積極的に無償配布or無償アップグレードすべきなんだけど、コストを考えるとそれなりの体力が求められるから、現状では対応を期待するのは酷でしょう。。。だから、せめて有償販売で理解を求めるとか、何か策を練って欲しいところです。言うまでもなく欠陥責任に於いて最優先すべきは、非正規ユーザーの排除(=自社の利益)より、正規ユーザーの救済ですからね。

では、今回のクランケをご紹介します。
Maxspect R420R 120W 10000K!

Razor 10000K 120W

2013年に海外から個人輸入したものです。
当時スペックを検査して以降は、たまに貸し出し機として活躍しています(笑)

さて、LED基板を換装する前に、ひとつだけ注意点を。
それは、純正の放熱シートは破棄して、シリコングリスを使うと安心だよ♪ってこと♪
理由は、この図からイメージしてください。

RazorのLED基板は中央が密着していない

これは、Razorの純正パーツ構造に色々と問題があるんですが、

  1. ネジがLED基板の端(シートの外)にある
  2. LED基板が薄い(1.6mm)

このコンボに加えて、薄いとは言え放熱シートの厚みが災いし、ネジを締めると基板中央が浮いてしまうという疾患を持っているんです。なので、放熱シートを除去してシリコングリスで完全に密着させることで、LED基板上に温度ムラを生じさせることなく、均一に吸熱できるようになります。
ま、あまり致命的な温度差は生じてないとは思いますが、あくまでメンタル面での安心策と言うことで(笑)
ただ将来的には、基板を2mmにして、ネジ位置をもっと中央に寄せるべきですね。そうすればこの問題は解消されますよ。今後のMaxspectに期待♪

ちなみに、RadionやHydraはネジ位置が中央寄せなので、どんなにネジを締めてもLED基板は湾曲しません。て言うか、そもそも放熱シートもグリスも使ってないから湾曲しようがないんですが(笑)

RadionとHydraのネジ位置

* ヒートシンク表面が完全にフラットなら、放熱シートや放熱グリスは不要です

あとは、以下のLED基板の回路を参考に、配線を間違えないよう結線してください。

Razor LED基板 等価回路

* RazorのLED基板はすべて直列接続なので、サイズ毎に電源電圧が異なります

さあ、これでLED/レンズ/基板密着不全の3大複合疾患が無事完治しました~♪
いでよ! Maxspect R420R 120W 10000K改 15000K!!!

Razor 10000K → 15000K 120W

いやぁ~、やっぱ純正品はスッキリしてステキだぜぇ~?

ビームのビフォーアフター!

ビーム比較:10000K vs 15000K

やっぱ、白リフレクターは光の混ざりが秀逸だぜぇ~?

そして、スペクトルのビフォーアフター!

スペクトル比較:10000K vs 15000K

UV域の進化が目に染みるぜぇ~?笑
ただ、470nmがかなり弱いね。スペクトル見る限り、一見、入ってないのかと(汗)
ま、460-465nmだから、ほぼ450nmに同化してるのかもね。
あと、やっぱり500nm前後が欲しいけど、1ユニットあたり13素子の制約があるから、これ以上は無理かな。。。いや、いっそ445nm要らないから500nmに変更するか?笑
465nm→475nm変更、445nm→500nm変更、今後の課題ですね。

そして、最も気になる光量の変化や如何に!?

まず、当時測定した元のPPFDは592umol/m2/s @114Wでしたが、、、

Razor 10000K 120W PPFD分布

15000Kアップグレード後は、なんと564umol/m2/s @117Wでした~♪

Razor 15000K 120W 消費電力&PPFD@30cm

っておい! 減っとるやないかぁ~いっ!?笑

旧レンズ仕様 592umol/m2/s → 新リフレクター仕様 564umol/m2/s
5%ダウン~~~!!!泣

う~ん、、、そっか。集光レンズがリフレクターに変わったからね、仕方ないか。。。
だって、前々回の実験なんて見事に半分になったもんね(395→189)。それに比べたら、さすが15000KはLED素子が13ヶ→19ヶに増えただけのことはあるよ、うん。半分どころか、ちょっと低めで現状維持みたいなもんだし、ほとんど大差ないよ。うん、大差ない。。。

い~や、アタシは納得できまっせん!爆

そう言えば、新15000Kでは消費電力が軒並みアップしたよね。
60W→70W、120W→130W、160W→180W、みたいに。
じゃ、この120Wも130Wにしてみるか?

で、ドライブ回路を改造して、以下のように駆動電流を増やしてみました。

ドライブ回路変更(電流アップ)

■ドライブ電流変更
Ach:1,973 mA → 2,040 mA (+3.4%)
Bch:2,269 mA → 2,481 mA (+9.3%)

※ドライブ回路の改造は流石に電気のスキルに大きく依存するので完全自粛で(汗)

計算上は、両チャンネルとも同程度の電流アップを図ったんですが、Achは思ったほど伸びなかった(汗)。まいっか。それでもトータルで約6-7%は伸びたでしょう♪

その結果は、、、

Razor 15000K 130W 消費電力&PPFD@30cm

608 umol/m2/s @130W達成~!!!
見事Razor 15000K 130Wの完成です♪

ワイルドだぜぇ~?

ま、電源スペック的には最大156Wなので、もう少し電流を増やして150W仕様にするのもありかな~♪と妄想中。。。PPFDが700台くらいなら万々歳だしね。

以上、Maxspect Razorの15000K化でした~♪
尚、アップグレードキットもドライブ回路の改造も、すべて自己責任でお願いします。

あと、「俺のRazorも15000K化してくれ~!」と言う方は、メールでご相談ください。
勿論、正規品はサポートが失効するし、故障してもすべて自己責任ですけどね(汗)

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