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[FRONT] CATEYE HL-EL540RC


 
GlennGould  2012-6-1 22:20
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[FRONT] CATEYE HL-EL540RC
購入価格 ¥7200


キャットアイのDC-DCコンバータ内蔵白色LED一発ライト。その全貌はstrikerさんのレビューで縦横に語りつくされている通りです。
https://cbnanashi.net/cycle/modules/newbb/viewtopic.php?topic_id=8990&forum=89#forumpost15426

で、私が購入したのは、単三タイプのNiMHバッテリ4本と充電器が付いているものです。防水ゴムキャップで守られた充電端子が本体下側についているのですが、これに充電プラグを差し込んで、中のNiMHバッテリに充電します。今年の2月末に購入したのですが、充電電池を入れるときに一度開けただけで、そのあとは一度も開けていません。電池の入れ替えが少し大変だなあ、というかすかな記憶がありますが、結局、バッテリを取り出さずにそのまま充電できるというのは、便利だ!と思いました。

あっ、ところで何となくwiggleで買ったら、その充電器の交流電源プラグが、ま、まっ、まさかの!英式でした。英式しかないそうです(少なくとも当時は)。英日変換プラグを購入するのも面倒なので、手持ちの家電廃品から100V用をはぎ取って対応しました。

このEL540、それまで使っていた樽型の510や520と比べて大きいなあ、と思ったのですが、スッキリしたデザイン故か、使っている最中にデカさはそれほど感じません。放物面の焦点に配置されたLEDの光は前面のカットレンズでクルマのヘッドランプ配光のように辺縁が鋭く切れ落ち、四角い配光範囲にうまく集めています。向きを適切に設定すれば、歩道の歩行者に眩しい思いをさせずに、比較的遠くまで照射することが出来そうです。配光精度を上げるためには、光の開口面積をある程度大きくする必要があるので、このライトの大きさはまあ、仕方がないかな、とも思います。

ま、しかし、鋭く切れ落ちる配光は、ちょっと横に狭すぎかもしれません。普通の道では何の問題もないのですが、真っ暗で狭い山道に行くと、連続する急カーブで曲がる先がよく見えず、難儀してしまいます。購入時に、横長配光品と標準品の選択ができるといいですね。ちなみにこの配光で懐中電灯として使うのはキツイ。

光の強さはHiとLoがありますが、真っ暗な田舎道でも通常はLoで十分(というかHiで使ったことが無い)。通勤で毎日、20分から1時間半ほど点灯させていますが、付属の2200mAh容量のNiMH単三バッテリ4本を満充電して、電池切れ手前で光る赤ランプの点灯まで使ったのが、これまで5回。赤ランプ点灯までのランタイムを5本の棒グラフで示します。



平均すると、13時間50分ほどになります。赤ランプ点灯後は、Loモードで40分ほど点灯することができる(私の買った個体の場合)ので、合計のランタイムは棒グラフ平均値に40分を足して14時間半ほどということが言えそうです。一方、カタログに謳われるLoモードの点灯時間は15時間となっていますので、結構、正直な数値がカタログに書かれているのだなあ、と思った次第。


ところで、LEDは駆動電流を調整することで光量が決まるのですが、従来の簡易回路では、抵抗を使って電流を制限していたため、この抵抗での電力損失がバカにならず、ランタイムを短くしていました。さらに、光量も最初だけエラく明るく、時間とともにダラ下がりだったというわけですが、バッテリ電圧を別の電圧に変換して、LEDに一定電流が流れるようにこの電圧値を調整する効率の良い回路のおかげで、ランタイムが伸びて、光量変動もなくなったというわけです。CATEYEさんには、もう少し早く出してほしかった、というのが本音ではありますが、なかなか良い製品を出してくれたと思います。耐久性は不明ですが、これで長く使うことができれば、それほど高い買い物でもないと思いました。


価格評価→★★★★☆(耐久性があれば、の話)
評   価→★★★★☆(横長配光品もラインアップしてほしい)



~~~ 蛇足コーナー!! ~~~

さて、付属のNiMH充電電池ですが、調べてみたらこういう放電特性でした。放電電圧が急激に低下する手前の1.2Vのところまで使用すると考え、ここまでの放電でランタイム14.5時間ということにすれば、凡そ青線のような放電特性が得られそうです。(Gold Peak Industries Limitedデータシートから引用して青部分を加筆)



14.5時間のランタイムというのは、このバッテリとしてはかなり軽い負荷の動作です。図の1100mA放電では1.1Vに達するまでに2時間弱しかかからず、1100×1.9=2100mAhしか放電できません。負荷が軽いほど実は電池容量も大きく使うことができますので、14.5時間ランタイムでは、電池仕様値の2200mAhではなく、2300mAhの容量を仮定すると、この電池は、2300/14.5=159mAをDC-DCコンバータに供給していることになります。電池一個の平均電圧は上の図から1.28V程度であり、合計の電力は1.28×0.159×4 = 0.82Wとなります。つまりLoモードではバッテリはDC-DCコンバータに0.82Wを供給していることになります。

0.82WのうちDC-DCコンバータと周辺素子で20%だけ損失すると仮定(あくまでも仮定)すると、80%がLED駆動に使われることになりますが、すると、正味0.82×0.8 = 0.656WがLEDへ供給されることになります。

で、EL540で使われているLEDですが、strikerさんの上記レビューによると、CREE XP-Gなのだそうです。LEDのスペック図を次に示します。(CREEのCLD-DS20 Rev 8Aから引用し赤青部分を加筆)



この図から、0.656Wを満足するのは232mA×2.84V付近であることがわかります。結局、LED端子に2.84Vを加えれば0.232Aを流すことができることになります。一方、バッテリは平均で1.45~1.2Vの範囲、つまり4本で5.8~4.8Vの範囲で使うので、DC-DCコンバータは、0.232AをLEDに流すために、バッテリ4本の合計電圧を2.84Vに降圧していることになります。(もし電池を並列で使っているならば昇圧ですが)

上の話では、DC-DCコンバータとそれに付随する周辺回路の効率を80%と仮定しました。一方、従来のLEDライトの多くは、抵抗のみで電流制限を行っていたのですが、それじゃ、抵抗のみで電流制限を行うと、どうなるか?

バッテリ電圧は平均値1.28Vが4本で5.12Vとします。ここからLEDの順方向降下2.84Vを差し引いた値2.28Vが、電流制限抵抗にかかる電圧となります。先ほどの検討から、LEDにはLoモードの電流として、0.232Aを供給するものとします。抵抗にかかる電圧2.28Vによって抵抗に0.232Aを流すので、
 2.28/0.232 = 9.83Ω
が抵抗値になります。この抵抗Rで電流Iを制限しているというわけです。
この抵抗の消費電力は?
0.232×2.28 = 0.53W
デンキ食いすぎダ。
LEDに入るのが2.84×0.232=0.656W
結局、効率は0.656/(0.656+0.53)=55%

効率80%(ちょっと高く見積もりすぎたかな?)のDC-DCコンバータ回路による電流制限と比較すれば、あたりまえですが、ランタイムに結構な差が出ることでしょう。(なお、DC-DCコンバータの効率はコスト次第ですが、EL540に載っているものの効率がいかほどなのか、不明です)

~~~ もーすこし、蛇足 ~~~

ところでLEDに投入される電力が0.66W程度。このうちいくらかが発熱に回ります。ネットサーフィンしてみたら4月の情報で、“CREE sets new R&D white-light LED luminous-efficacy record of 254 lumens per watt”という記事が見つかったのですが、というわけでCREEは研究段階の発光効率として、今年4月時点で、254lm/Wを実現しているというものです。これはスゴい値で、一般に販売されているものはこれよりはるかに低く、並みのスペック品であればせいぜい数10~100 lm/W程度だと思われます。

もし仮に540に搭載されるCREEがR5だとすると(仮にですよ)、製品仕様によれば、350mAで全光束は139lmであり、この時の順方向電圧降下は既出のグラフから2.9Vつまり、LEDへの投入電力は0.35×2.9=1.02W というわけでWあたり137lmを絞り出しているってことになります。これは量産LEDとして結構な高効率だと思われます。あるサイトでは1個800円という高値で売りに出されていますが、たいそうな高級品ですね。(※白色LEDの先駆者である日亜化学にも同レベル製品がありますが)

というわけで、540のLoモードでは0.66Wを投入しているので、結局、Loモードの光束は90lm程度ということになります。ただし、LEDのPN接合部の温度が例えば70℃の場合、25℃の時と比べて全光束は10%程度低下することが仕様書に示されていますが、Loモードでもその程度の温度に達している可能性は十分にあります(から冷却機構は極めて重要)ので、90lmから割り引いて80lm程度の全光束で光っていることになりそうです。

Loモードは80lm程度でこの明るさか。ずいぶん明るいんだなあ。。。
加えてCREEの研究段階の効率が数年後には実現してしまうだろう、と、楽観的に考えると、LEDは、

★★★同じ投入電力であと倍程度は明るくなる★★★

のではないか?と思いました。
 
GlennGould  2012-11-24 11:08
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[FRONT] CATEYE HL-EL540RC
追加レビューです。

このところ日が短くなって、使用時間が順調に伸びて200時間を越えました。
さてさて、充電一回あたりのランタイムはどんな変遷をたどっているのか!?使用開始から15回目までのランタイム、電池切れ手前で光る赤ランプの点灯までの時間です。また、相変わらずLoモードでしか使っていません(笑)。



Loモードでのランタイムは平均すると、13時間44分程度になります。計測精度はいい加減なので、分の桁はほんの参考程度です。13時間40分から50分と思っていただければよいかと思います。

まだまだ充電15回なので、電池が劣化するなどということにはなっていませんが、このあとどんな変遷をたどるのか?ちょっと楽しみではあります。がんばれNiMH電池!!

ところでこのLEDライト。防水ゴムキャップで守られた充電端子が本体下側についていて、これに充電プラグを差し込んで、中のNiMHバッテリ4本に充電していますが、結局、電池を入れてから一回もフタを開けていません。電池を出し入れする必要がないっていうのも、なかなかいいもんです。



価格評価→★★★★☆
評   価→★★★★☆
 
GlennGould  2015-4-24 22:21
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[FRONT] CATEYE HL-EL540RC
購入価格 ¥7200


発売から4年ほど(?)経つこの540RC、ちょっと大き目ですが今風の明るさで、まだまだ使えます。

これに付属される単三型NiMH電池に関する追加レビューです。


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キャットアイ伝家の宝刀「爆速対応」・・・
2012年2月末から使い始めて3年2か月、と言いたいところですが、23回目の充電で容量が元に戻らず、Loモードランタイムが通常の半分程度になるという事態に至りました。これが2度続いたので、試しにPanasonicのNiMH用充電器を使ったところ無事復旧。というわけでこの不具合は電池ではなく充電器側に原因があると考えました。

この件をキャットアイにメールで報告したところ、すっかりおなじみとなった感のある爆速返信メールで、

> 平素は、弊社製品をご愛用いただき誠にありがとうございます。
> この度、ライトEL540RCで、ご不便をおかけしております。
>
> つきましては、一度弊社にて検査させていただきたく存じます。

というわけで早速充電器(wiggle購入で英国仕様)を送付したところ、結局、

> 問題は見られなかったものの、念のために交換させていただきます、

ということになり、日本仕様の充電器が送られてきました。そしてしばらくして、電池側も調査したいとのメールと同時に、新しい電池4本が届き、それまで使っていた電池をキャットアイに返送。。。

キャットアイの爆速丁寧対応に感謝。
というわけで、購入時に付属していた電池は29回のフル充電使用の末、手放しました。


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新たに送っていただいた2組目の電池のランタイムは?・・・




ここでは、Hi-Loモードのうち、Loモードで使用して警告赤ランプが点灯するまでの時間をランタイムと定義しています。2015年4 月17日現在、53回のフル充電使用を完了していますが、平均ランタイムは14時間2分。凡そ±60分程度のばらつき幅がありますが、よく見ると、一次関数近似した場合のトレンドとしては右下がりになっているようで、電池容量は確実に低下しています。

というわけで、約1500回の充放電で容量が零になる勢いです。

≪容量低下を初期値の75%まで許容すると考えれば、充放電回数は380回程度≫

ということになりますが、これは結構あり得そうな数値ではあります。いずれにしてもまだまだ使えそうですね。

ところで、既レビュー
https://cbnanashi.net/cycle/modules/newbb/viewtopic.php?topic_id=9609&forum=89
で示したランタイム棒グラフのランタイム軸切片は、13時間50分付近でしたが、今回の電池のランタイム軸切片は14時間18分付近なので、30分近くよくなっています。Gold Peak Industries Limitedというメーカーの電池なのですが、へぇ~、同じ銘柄でも性能がUPしているのか、と思いつつ、電池交換以来、久々に蓋を開けて電池を確認したら、GP2200という銘柄だったはずの電池が、GP2300になっていました。2200というのは2200mAh(ミリアンペア・アワー)という性能指標ですが、これが100だげ、つまり4.5%ほど向上していました。14時間18分と言うのは13時間50分に対して3.4%の向上ですから、大雑把に言って、メーカーの性能向上分に対応していると言っても良いでしょう。なるほど、ですね。ちなみにこのカイシャの現行製品はGP2700となっているようです。


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次から次へと新しいライトを送り出すキャットアイ。変身に次ぐ変身の果てに、一体、どこへ行くんだか?というか新しい製品、使ってみたい。。。

しかし、まだ使えるんですから暫くは、NiMH電池の劣化を観察しながら540RCを使い続けます。(多分)



価格評価→★★★★☆
評   価→★★★★☆(まだまだ明るいし、充電しやすい構造で、しかも電池が長持ち)



年   式→2012

 
GlennGould  2016-11-17 21:33
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[FRONT] CATEYE HL-EL540RC
購入価格 ¥7200

CATEYE初のDC-DC搭載LEDライトだったこの540も、発売から随分経過し、VOLTシリーズの登場で影が薄くなってきましたが、自動車前照灯並みに積極整形された配光と左右首振り自在の旧型ブラケットの組み合わせで対人光害を最小限に抑えることが出来る540のポジショニングはそう簡単に崩されるものではなく、結構便利に使っています。

・・・で、これに付属される単三型NiMH電池に関する追加レビューです。


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2012年2月末から使い始めて4年10か月、と言いたいところですが、23回目の充電で容量が元に戻らず、Loモードランタイムが通常の半分程度になるという事態に至りました。事の経緯は上の既レビューの通りで、恐らくは充電器側の問題。NiMHに問題はなかったのですが、CATEYEの爆速対応のおかげでこの事態を機に新しくなったNiMHバッテリ。しかし、これが今度は88回目にして、一本だけ劣化するという事態に陥りました。

540RCはLoモードで使用しています。バッテリ残量僅か!を示す赤ランプが点灯するまでの時間を以下に示します。

2016年11月4日、88回目の放電でランタイムが次の図のようにガタ落ち。



調べると4本のNiMH電池のうち、一本の無負荷時端子電圧が1.2Vから大きく乖離していました。こいつが犯人です。念のため、別の充電器で充電してみましたが、当該電池はあっという間に充電完了。4本中1本だけがジワジワと劣化し、これに伴って徐々に過放電にさらされ(当該ライトの電池が直列で動作する故)、さらに劣化が促進するという悪循環に突入したと思われます。



今回遭遇した急激なランタイム低下の予兆は、かなり早い時点で存在したというのを、図の赤点線が物語っています。赤点線はデータを3次関数近似した線ですが、充放電回数が40回をこえたあたりからランタイムがジワジワと滑り落ちるように短くなっています。この時点で、4名の逃げ集団で走り切れない1名が現れます。88周回目で後退していきますが、ちぎれるときはあっという間・・・

LEDライトというのは、NiMHにしてみれば軽い負荷であり、緩やかな放電しかしないのですから、充放電回数は数100回程度まで到達してほしいところでしたが、今どきのNiMHのお値段を考えれば、電池を新規購入すれば済む、とも言えます。「電池はまとめて交換」が長持ちの鉄則ですので、旧電池は残り3本も含めて4本すべて処分。

というわけで、約千円で新規に電池を購入し、相変わらず540RCを使っています。首振り自在の旧ブラケットに対応する540RCの使いやすさには侮れないものがあります。



価格評価→★★★★☆
評  価→★★★★☆(電池は逝ったが本体はやたらと頑丈でよくできている)



年   式→2012
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