カスタムライトスティックをより明るくする方法：LEDの数、PCB設計、および光拡散

「ペンライトを使えばもっと明るくできますか？」

これは、購入者が最初のカスタムライトスティックのサンプルを受け取った後に最もよく尋ねる質問の1つです。

開発経験に基づくカスタムライトスティック明るさの問題は、LEDの数だけが原因であることは稀です。LEDの数は重要ですが、最終的な結果は、LEDの位置、PCBの設計、駆動電流、バッテリー出力、ドーム構造、そして光が内部部品を通過する方法にも左右されます。

そのため、見た目が似ている、あるいはLEDの数が同じ2本のライトスティックでも、点灯すると見た目が大きく異なることがあるのです。

LEDの数を増やすと、ライトスティックは明るくなりますか？

ほとんどの場合、そうです。

LEDの種類、駆動条件、製品構造が類似している場合、LEDの数を増やすと通常は総光出力が増加します。

例えば、適切に駆動された8個のLEDを使用したライトスティックは、2個のLEDのみを使用した同様の設計のものよりも一般的に多くの光を生み出すことができる。

しかし、LEDの数を増やしたからといって、必ずしも完成品の見栄えが良くなるわけではない。

LEDが一箇所に集中している場合、ドームの下部または中央部分が非常に明るくなる一方で、他の部分は比較的暗いままになることがあります。また、LEDが透明なシェルに近すぎると、個々の発光点が目立ってしまう可能性があります。

したがって、明るさを向上させる際には、 LEDの数とLEDの位置を一緒に考慮する必要があります。

同じ数のLEDでも、なぜ結果が異なることがあるのか​​？

LEDの数だけでは、ライトスティックの明るさは決まりません。

最終的な結果は、LEDの配置場所や、光がドームや内部構造をどのように通過するかによっても左右される。

例えば、LEDを近すぎると、基板付近が非常に明るくなる一方で、ドームの上部や外側は比較的暗くなってしまうことがあります。LEDを異なる位置に分散させることで、照射範囲を改善し、目立つ暗い部分を減らすことができる場合が多くあります。

ドームの材質によっても視覚効果は変わります。透明なシェルは通常、より強い直接光の透過率をもたらしますが、個々のLEDのホットスポットが目立ちやすくなります。曇りガラスや拡散ガラスのシェルは、光を滑らかで均一な輝きに拡散させるのに役立ちますが、その過程で見かけ上の明るさは多少低下するのが一般的です。

内部のアクリル製ロゴ、フィギュア、装飾部品なども、仕上がりに影響を与える可能性があります。サイズ、厚み、位置によっては、光の一部を遮ったり、影を作ったり、特定の場所に光を集中させたりすることがあります。

したがって、目標は単に光量を増やすことではなく、可視領域全体にわたって均一な照明を維持しながら、十分な明るさ​​を実現することである。

既存のプリント基板にLEDを追加することは可能ですか？

時々。

既存のプリント基板に十分なスペースがあり、電気設計に十分な容量があれば、大きな変更を加えることなく、LEDを1つか2つ追加できる可能性があります。

大幅な増加は別問題だ。

あるカスタムペンライトのプロジェクトでは、最初の試作品には少数のLEDしか使用していませんでした。購入者は全体の構造と仕上がりには満足していましたが、公式のコンサート用ペンライトと比較した結果、より明るいものを希望しました。

当社のエンジニアリングチームは、LEDの数を増やすことで明るさを向上させることができることを確認しました。しかし、大幅な明るさ向上には、既存の基板にLEDを追加するだけでなく、新しいPCBレイアウトが必要でした。

プリント基板の再設計には、以下のようなものが含まれる場合があります。

• LEDの位置を変更する

• 他のコンポーネントを移設する

• 電流と消費電力の再計算

• ファームウェアの調整

• 新しいプリント基板サンプルの製造とテスト

そのため、輝度目標については、基板設計が最終決定される前に協議しておくのが理想的です。

なぜある場所は明るく、別の場所は暗いのか？

明るさのムラは、単にLEDの数が不足しているというよりも、光の分布が原因であることが多い。

解決策としては、LEDの位置を変更したり、LEDと可視面との距離を変えたり、内部構造を調整したり、必要に応じてLEDを追加したりすることが考えられます。

多くの場合、LEDの数を増やすよりも、LEDの配置を改善する方が効果的です。

電源は明るさに影響しますか？

はい。

LEDの数を増やすと、消費電力も増加します。

バッテリーと回路は、許容可能な動作時間を維持しながら、十分な電圧と電流を供給する必要がある。

電源設計がLED負荷に適していない場合、ライトスティックのバッテリー寿命が短くなったり、長時間使用後に明るさが低下したり、高輝度レベルで出力が不安定になったりする可能性があります。

大幅な輝度向上を目指す場合は、基板とバッテリーの構成を併せて見直す必要がある。

目標は通常、単にLEDを最大出力まで駆動するのではなく、明るさ、動作時間、信頼性のバランスを取ることである。

明るさはいつ確認すべきですか？

明るさは、開発の複数の段階で確認する必要があります。

機能的なプロトタイプは、おおよその明るさ、LEDの数、RGBカラー、および基本的な制御機能を確認するのに役立ちます。

しかし、手作りの試作品部品では、最終的な光学効果を正確に再現できない場合があります。

成形部品が完成したら、照明結果を再度確認する必要があります。プラスチックの厚み、透明度、表面の質感、アクリルの構造、拡散性など、すべてが最終的な外観に影響を与える可能性があるからです。

量産においては、最も信頼できる参考資料は成形品または試作品である。

もっと明るいライトスティックが欲しい場合はどうすればいいですか？

わずかな明るさ調整であれば、LEDの数、位置、または駆動パラメータを変更するだけで済む場合がある。

より大規模なアップグレードには、以下のようなものが含まれる可能性があります。

• 新しいPCBレイアウト

• 追加のLED

• バッテリーまたは電源回路の変更

• 光学構造の調整

• プロトタイプのテストをもう一度実施します。

これらの変更は、開発コストとリードタイムの​​両方に影響を与える可能性があります。

のためにカスタムプロジェクトそのため、期待される輝度を早期に定義し、PCB、機械構造、バッテリー設計と併せて検討することが望ましい。

FAQ

1. LEDの数を増やすと、ライトスティックは必ず明るくなりますか？

通常、他の条件が同じであれば、その通りです。しかし、LEDの配置や光学設計が不適切であれば、照明が不均一になる可能性があります。

2.カスタムライトスティックには、いくつのLEDを使用すべきですか？

決まった数はありません。ドームのサイズ、内部構造、目標輝度、基板スペース、電源設計によって異なります。

3.既存のプリント基板にLEDを追加することは可能ですか？

わずかな増加は可能かもしれません。しかし、大幅な増加には、多くの場合、新しいプリント基板レイアウトと追加のテストが必要となります。

4. なぜライトスティックには明るい部分と暗い部分があるのですか？

最も一般的な原因は、LEDの位置、内部部品による光の遮断、光の分布不良、または不適切な拡散です。

オリジナルのペンライトのデザイン改善でお困りですか？

カスタムライトスティックを開発していて、明るさ、LEDレイアウト、またはPCB設計を改善する必要がある場合は、当チームにお問い合わせください構造を検討し、お客様のプロジェクト要件に基づいた実用的な解決策をご提案できます。