ガンプラのワイヤレスLEDによる電飾(その2):入力電圧による比較

ワイヤレスLEDを入手し、早速実験してみた結果については以下にまとめました。

ガンプラのワイヤレスLEDによる電飾:お試し実験
電子部品で有名な秋葉原の秋月電子通商でワイヤレス給電ユニットとワイヤレスLEDをみつけ、ガンプラの電飾に使えないかと思い早速購入しました。ワイヤレス給電については分からないことが多いのですが、ワイヤレスLEDの点灯実験結果をまとめています。

今回は、ワイヤレス給電ユニットへの入力電圧を5Vと9Vにした場合の比較実験についてまとめています。

なお、ここで紹介する内容については、技術的な裏付けがある訳ではなく、あくまでも私の個人的な考えなのでご注意ください。
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ワイヤレス給電ユニットと実験条件

使用しているのは、秋月電子通商で購入したワイヤレスLED給電ユニット(下図)です。

ワイヤレス給電ユニット

ワイヤレス給電ユニット

図1 ワイヤレス給電ユニット

ワイヤレスLED給電ユニットへの入力電圧による比較実験を行いました。

ワイヤレスLED給電ユニットの電源電圧は、DC5V~9Vです。

今回は、以下の条件としています。

実験1 5VのACアダプタを接続

実験2 9VのACアダプタを接続 

なお、ACアダプタから直接ワイヤレス給電ユニットに出力とし、電流による影響は無視しています。

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実験結果その1 5V入力(ACアダプタ)

下図は、5V入力(ACアダプタ接続)時のワイヤレスLEDを点灯させた写真です。

この状態が最も明るく点灯します。

5V入力 ワイヤレスLEDユニットの中心

5V入力 ワイヤレスLEDユニットの中心

図2 5V入力 ワイヤレスLEDユニットの中心

下図は、ワイヤレスLEDユニット面の外側に置いた場合です。

ワイヤレスLEDをコイル中央に置いた図2の場合よりも暗いのですが、点灯しました。

前回の実験では点灯しなかったのですが、違いは前回実験はワイヤレスLEDユニットの真横、今回(図3)はコイルの真横ではないことぐらいなのですが、点灯するのが正解のように考えています。

5V入力 ワイヤレスLEDユニットの外側

5V入力 ワイヤレスLEDユニットの外側

図3 5V入力 ワイヤレスLEDユニットの外側

次に、ワイヤレスLEDを図2の状態から上方に移動させ、消灯しない距離を探していきます。

下図は、消灯しない程度にワイヤレスLEDが点灯している状態の写真です。

コイル面からの距離は、約15mmでした。

図4 5V入力 ワイヤレスLED点灯上限

図4 5V入力 ワイヤレスLED点灯上限

図4 5V入力 ワイヤレスLED点灯上限

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実験結果その2 9V入力(ACアダプタ) 

下図は、9V入力(ACアダプタ接続)時のワイヤレスLEDを点灯させた写真です。

この状態が最も明るく点灯します。

9V入力 ワイヤレスLEDユニットの中心

9V入力 ワイヤレスLEDユニットの中心

図5 9V入力 ワイヤレスLEDユニットの中心

次に、5V入力の場合と同様、ワイヤレスLEDを図5の状態から上方に移動させていきます。

下図は、消灯しない程度にワイヤレスLEDが点灯している状態の写真です。

コイル面からの距離は、約40mmでした。

9V入力 ワイヤレスLEDユニット上限

9V入力 ワイヤレスLEDユニット上限

図6 9V入力 ワイヤレスLEDユニット上限

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まとめ:入力電圧によるワイヤレスLED点灯距離

かなり大雑把な実験で、ワイヤレスLEDユニットから離した場合のLEDの明るさもだいたい似たような状態での比較になりますが、5Vと9Vの実験結果をまとめると次のようになります。

ワイヤレスLEDユニットへの入力電圧比は、

9(V)÷5(V)=約1.8倍

ワイヤレス給電ユニットからの距離の比は、

40(mm)÷15(mm)=約4.7倍

入力電圧比とワイヤレス給電ユニットの距離が比例するならば、

15mm×1.8=27mm

になるはずなので、比例関係ではないようです。

まとめてみると、ワイヤレスLEDをワイヤレス給電ユニット(コイル)から離す方法としては、以下の方法が考えられます。

  • 上記実験のように入力電圧を上げる
  • 給電ユニット(コイル)を大きなものに変更する
  • 給電ユニットの駆動周波数を高くする

こうなると、給電ユニットと受電側を別の物にするしかないので、次は、2個のコイルを使った実験をしてみます。

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実験に使用した部品の紹介

2019年12月現在の情報です。

購入の際は、秋月電子通商のホームページをご確認ください。

秋月電子通商<http://akizukidenshi.com/>

品名通販コード価格(税込)

ワイヤレスLED給電ユニット

OSWPTS1208D

M-144051個 ¥430

ワイヤレスLED 白色

OSWM43-W5W (5個入)

M-144041パック ¥250

ACアダプタは、手持ちの物を使用しました。

まとめ

ここでは、秋葉原の秋月電子通商で購入したワイヤレス給電ユニットへの入力電圧を5Vと9Vにした場合の比較実験の結果をまとめました。

次は、コイルを2個にした場合について実験する予定です。

  • ワイヤレス給電ユニットと実験条件
  • 実験結果その1 5V入力(ACアダプタ)
  • 実験結果その2 9V入力(ACアダプタ) 
  • 入力電圧によるワイヤレスLED点灯距離
  • 実験に使用した部品の紹介
はかせ

振動制御を学んだおかげで、モデリングと制御系設計、実験・計測、CAEと幅広く学び、出会いとチャンスにも恵まれ工学博士になりました。
CAEが珍しくない今だからこそ、実験やリアルなモノづくりの体験がより重要になっていると考えています。

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