白バイ模型にLEDを仕込んでライト点灯化(1)

白バイ模型にLEDを仕込んでライト点灯化(1)

白バイ模型へのLED仕込み作業の依頼があった。正直、これまでバイクや車にはあまり関心はなかったけど、いざ完成すると

やべえ!白バイかっけえ!!!!!!

ってなった。模型はリアルにできているだけでも十分魅力的なのに、これに加えて「光る」だけで、ここまで男子の心をくすぐるモノになるのかと改めて思った。

要求仕様

まがいなりにもエンジニアなので、要求仕様を固める。どんな感じでライトを点灯させたいのかをヒアリングした結果が以下の通り。

  • ヘッドライト・ブレーキランプは常時点灯(各1か所)
  • ウィンカーは点滅(前後に2か所ずつ)
  • パトライトも点滅(ただし、ウィンカーとは違うタイミング)(二か所)

実機へのLEDの実装は取り付ければ完了なのだが、このあたりの仕様で必要な回路構成が変わってくる。なので「どんな風に点灯させたいか」はしっかり詰めておく。ちなみにLEDは合計8個実装する。

収納ケース

ケースは100均一で調達することにした。まずは収納する模型を見てみよう。今回改造した模型はコチラ。 ホンダCB750FOUR白バイ模型(AOSHIMA製) 。いわゆるネイキッドバイク(エンジンが裸という意味らしい)だ。

本体のサイズ感はこんなかんじ。全長20cmちょいくらいの模型だ。普段Nゲージくらいしか模型に触れることはないので、とても大きいものに感じる。

収納ケースは近所のダイソーで購入。300円でこの大きさのケースが入手できるのだから、ダイソーはすごい。

収納すると、もはやこのためだけに存在しているのではないかと思うほどピッタリだった。これだけで高級感UP。黒いベースの中に回路を収納すれば塩梅が良さそうだ。(レールが写りこんでいることは気にしないでほしい)

LEDの加工

それでは楽しい工作の時間。LEDを仕込むのは合計八か所。チップLEDは何色か手持ちがあったのでこれをそのまま使った。赤色と電球色はNゲージの改造でよく使うため手持ちが潤沢だったが、ウィンカーで使用するオレンジ色は持っていなかったので黄色で代用した。レンズ部品がオレンジ色の樹脂で作られていたため違和感なく仕上げることができた。

チップLEDは本来基板に直接実装して使うため、リード線は出ていない。なので何らかのワイヤーで電極を引きだす必要がある。今回も、Nゲージの加工でも活躍している0.2mmポリウレタン銅線を使った。ポリウレタン銅線は表面にポリウレタン樹脂でコーティングされて絶縁してある銅線だ。なので何本か束ねて電気を流してもショートすることがない。コーティングを剥ぐにはサンドペーパーで削るか、半田こてで一定時間加熱して溶かす。

LEDと銅線をはんだ付けする。チップLEDは1005サイズ。(1mm×0.5mm)工作マットの1マスが1cm×1cmなので、いかに小さいチップなのかが分かる。正直ここまで小さくなくてもよかった・・・。LEDに緑でTの字が印字されているが、これは極性を示している。画像向かって左方向に電流を流してやると光る。

小さいチップは端子も小さいのでちょっと変な力をかけるとすぐにもげてしまう。なので銅線同士をねじってやると、LEDの端子に応力がかからず、扱いやすくなる。こんなのを8本作る。

点灯テスト。画像には写っていないが、電流制限抵抗を挟むことを忘れずに。

LEDの実装

レンズを外して配線して・・・という作業をしたのだが、なんと撮影を忘れてしまった・・・失態。

LED制御回路の作製

常時点灯・二種類のタイミングでの点滅が要求されているので、マイコンで制御することにした。一定周期の点滅であれば発信回路でもよかったのだが、適切な定数のコンデンサや抵抗が手元にあるとも限らず、部品点数も多くなってしまうためマイコンの方が簡単だと考えた。マイコンであれば点滅周期はソフトの書き換えだけで変更できる

使うマイコンはArduino nano のパチモン。開発するパソコンにはシリアル変換ICのドライバだけインストールして置けば、あとは正規品と同様に使えので愛用している。

回路設計

イラレで回路図を書いてみた。電源は乾電池がよいとのことなので、単三4本直列(6V)を三端子レギュレータで降圧して5Vを作る。

LEDの点灯パターンは後からでも変更できるように、常時点灯のLEDも含めて全てGPIOに接続した。左側の可変抵抗で二種類の点滅周期を変更できるようにする。

基板作製

使う基板はサンハヤト ユニバーサル基板 ICB-504。好きなサイズに分割できる優れモノ。

切りかきに沿ってカッターで切れ目を入れると簡単に分割することができる。手を切らないようにカット面をやすりで整えておく。

ちょうどよい大きさになったので部品の配置を決める。なるべく手配線する距離が短くなるような位置関係にする。

部品の位置が決まったら足を追ってカットする。この時に、なるべく足の折り込みで配線できる部分を配線してしまうと、後々楽ちん。

部品を固定して・・・

配線完了。私の場合はなるべく回路図と実際の配線の位置関係が同じになるように配線することを心掛けている。基板上端は電源ライン、下端はGNDラインを配線しておくと間違いが少なくなる。(と思っている)まずは上下に電源ライン・GNDラインをそれぞれ引き、必要な部分だけ基板内側に引き込む。

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