ライト配線を太い線に交換

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2020.05.30


USB充電ポートを作った時から引きずっている問題。

「ライト配線の電圧降下が酷い!」

普通の人は気にしないようだが電気系の人間には耐え難い。


まずはライトOFFの無負荷を計測。左がSTEPSのライト出力端子。右がフレーム上のライトコネクタを接続する部分。どちらも6.04V。無負荷なので当然。


そしてライトON。STEPSのライト出力端子が5.97V。出力端子の時点で電圧下がってどーすんじゃ!DC-DC変換がショボいと思われるがSTEPS内部なのでここは目をつぶる。

問題はフレーム内の配線通過後の電圧。5.97V→5.72Vへ下がってる。配線通るだけで0.25Vも電圧降下。実はこれ、USB充電ポートを使うと5.5V付近まで下がる。あまりに配線が細い、、、最大2Aの許容電流は満たしてると思うが損失大きすぎ。USB用に電源取ってるのはこっちが勝手してるので文句言える筋合いでもないのだが。

こんなモン、線を入れ替えれば済む話。


手持ちのケーブル探したら車用の2sqのが出てきた。超オーバースペックだがこいつをぶち込む!


STEPSを下ろす。チェーンリング外さないと固定ネジ回せないのがめんどくさい。


元のライト配線を外した。うーん、、、細い。


問答無用の2sq。さすがに太すぎたか?通ってしまえば利点しかないのでよかろう。


うちのTRS2はDi2化してるからシフトワイヤー無いので配線余裕あり。


配線入れ替え完了。ライトONで電圧チェック。


5.95V。電圧降下は0.25V→0.02Vに改善!これが2sqの威力。配線での損失が大きく減った。

何の効果があるか?USB電源ポートに使っているDC-DCへの入力電圧が正常値になった。今までは6V仕様に5.5Vを入れてた状態。ほぼ6Vを確保できるので本来の変換効率で動く。

当然ながらロスが減るのでバッテリー消費はその分改善。巨大バッテリーの容量からすれば超ビミョーな電力だけど。

ライトが明るくなるか?と思ったが、、、あれは中に降圧DC-DCが入っているようで光量には影響なし。おそらく内部で5Vに降圧して点灯に使ってると思われる。入力電圧が5.5V以上なら光量は変わらなかった。ロスが減ったからバッテリーを無駄に使わないという効果。

ライトに使うだけならここまでやる必要はないか。元の配線はコスパ考えると正しい選択って気はする。6Vの電圧が取れないと困る人向けのチューンかな。個人的には電圧降下が許せないので気分的な効果が大きい(笑)


追記、、、

最近の電気系機材は電圧を安定させる仕組みが入っている。だいたいは降圧方向。入力は6V以上で内部は5Vで駆動しているとか。降圧DC-DC変換が入ることで入力電圧がふらついても中は5V安定。ライト光量の変化はない。USB充電ポートの電圧も同様。元電圧がばらついても5Vで常に安定する。

そのおかげで元電圧が配線抵抗で電圧降下していても機材動作の影響は少ない。入力時に電圧降下してても実行能力は変わらない。なので気にする人は少ない。

でも電力効率は確実に変わる。通常の負荷だと配線抵抗が大きいと電圧降下し電流が減る。消費電力は同じで機材の能力が下がる方向。ところがDC-DCが入ってると変換後の電圧は維持される。配線抵抗で電圧降下すると引っ張る電流値が増える。増えた電流でさらに電圧降下しつつも必要電力を強引に確保する。配線抵抗分の無駄電力はキッチリと余分に消費される。

もう1つの問題はDC-DC変換の電圧差。現在の降圧回路では仕様的には1Vの電圧差が必要。5Vで使うなら入力は6V以上が必要になる。配線で電圧降下すると1Vの電圧差が確保できない。DC-DCの実力値では5.5Vぐらいまで入力電圧が下がっても動く。でもその領域はアテにしてはいけない範囲。性能低いDC-DCだと5.7Vぐらいで出力が落ち始める。

つまるところ、純正ライトを接続するだけなら元の配線で問題ない。無駄電力は使うがバッテリー容量の大きさから考えると微々たるもの。そもそもライト電力自体が微々たるもの。でも2A出力をアテにして追加で機材つなぐなら配線対策をした方がいい。許容電流としては問題なくても入力電圧が下がりすぎる。5.5Vまで落ちる状態では色々としんどい。

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