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◆ 電球型 12V仕様のLEDライトを作る

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    Amazonで購入した10個で122円のLED (1W仕様) を使って、昔の裸電球型のLEDライトを作ってみた。この1W仕様のLEDはMax電流が300mAらしい(?)のだが、今回は熱対策はしないので最大値の1/5の60mAで動作させる。回路は単純にLEDを4つ直列に接続して20Ωの抵抗を接続しただけである。最初は電球の口金に+−の区別なくいずれをつないでも動作するようにブリッジダイオードをつないだのだが、電圧降下が大きすぎるので外してしまった。

     
    電球型の器には100均で購入したプラスチック製の醤油さしを使用し、ここに角材の4面にLEDを配置したものを固定して全方向に光が放射されるようにした。写真は光ってしまっており少々見ずらいが、外観のイメージはわかると思う。60mAで動作させているがそれなりに明るく、秋月で購入した照明ユニット(12V-50mA)で作成したLEDライトより明るく、さっそく外灯の電球として使用している。
     

    ◆ 100均の「招き猫」を24時間動作させる

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      100均で売られてる招き猫は、小さな太陽電池モジュールで招き猫の手が動作する仕組みです。仕組みは開けてみればわかりますが太陽電池で発電した電気でコイルに電流を流し、手招きの手の内部は振り子状になっていて永久磁石が先についており、この磁石がコイルの磁界を通過するので反発で左右に振れ、それで猫の手が上下に動くというわけです。
      太陽が差し込む場所や、電灯の下に置けばずっと手招きをし続けるわけです。そこで夜はLEDが点灯して招き猫の太陽電池を照射して24時間手招きを続ける招き猫をつくりました。右の写真のように瓶の中に招き猫をいれて、蓋の部分に太陽電池を取り付けて、昼間は単3タイプのNiMHに充電して夜はLEDが

      点灯して招き猫の太陽光モジュールを照射して招き猫が動作するという仕掛けです。
      使用したLEDはAmazonで購入した激安LEDで10個で226円(現在は122円)の1WのLEDを使用しています。3.5Vで300mAの仕様ですが、今回は電流を15mAで使用しているので放熱対策も不要です。このLEDは1W相当で点灯させると非常に明るいですが、放熱対策をする必要があります。また中国製のこのLEDは最大値で使用し続けるのはLEDの寿命が心配です。(ただ安いので気にする必要はないのですが...)
      しかしながらとっても明るくて非常に気に入っています。先日値段も約半額に値下がりしたので、さらに20個注文しました。(でもたった224円です びっくり

      き24時間を招いてくれているので、今年はいい事あるといいな...

      ◆ 6V->12VへのDC/DCコンバータ作成

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        以前に、秋月で販売している昇圧型のDC/DCコンバータのキットで、6Vのバッテリを12Vに昇圧させてLEDを動作させていたのがだ、入力電圧が上がり過ぎて回路が焼け焦げてしまった。そこで、後で作り直そう思いながら放置状態になっており今に至っている。このキットの入力電圧は最大5.5Vなので、太陽光パネルでの充電でバッテリの電圧が7Vを超えて焼き付いてしまったのだと思われる。(一応1Vは電圧降下させていたのですが...)

        そんなわけで、自分でNJM2360というDC/DCコンバータ制御用ICを使って、データシートのサンプルの回路をチョッピリ変更して回路を作り直すことにした。R1,R2と出力側のコンデンサの容量を大き目のものに変更した程度です。R1,R2はブレッドボードでの実験結果で値を決定しました。
        R1:47K
        R2:4.7KΩ+330Ω

        実際に、基板上に配置してプラスチックのケースに
        に収めたのが右の写真である。またターミナルブロックを入力と出力の双方に配置して、結線をしやすくしてみました。ただ、この回路を通してLED等を接続すると、12V-50mAのLEDユニットだと0.6Wの消費電力だが、テスタでの計測では、6Vで170mAも電流が流れる。すなわち1W以上の電力を消費してしまい、決してエコとはいいがたいものだという事がわかった。

        「NJM2360アプリケーションノート」という資料が公開されているので詳細に設定が必要な場合は、この資料に従って計算した値で回路を組むべきでしょう。

        ◆ イルミネーションLEDを使った回路

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          小さな太陽光モジュールで発電した電力を、NiMHの充電式電池に蓄えて夜間点灯するには、100均のガーデニングライトを使えばすぐに実現できる。しかし単純に100均のガーデニンングライトのLEDをイルミネーションLED(点滅しながら発行色が変化するLED)に変更しても、何故か単色のLEDと同様にしか点灯しない。そこでネットで調べてみると100均のガーデニンングライトは、1.2Vの電池を昇圧回路でLEDが光るようにしており、発信周波数は70KHz程度らしい。

          すなわち出力が交流(矩形波)のためうまく表示されないのだろう。回路上のLEDドライバICはYX8018というものが使われている。そこでこれもYX8018で検索するとデータシートも公開されていた。そしてこのシート上にイルミネーションLEDでの回路が載っているではないか!(右上図)さっそくこのこの通り作成してみると、みごとにイルミネー ションLEDを点灯することができた。追加したのは回路図のダイオードと104(0.1μF)の2部品である。実際に作ったものが右の写真である。100均のガーデニングライトの基版は小さ過ぎるので、新たにユニバーサル基版上で作り直した。追加した部品は以下の通りである。

          ▲ダイオード・・・ショットキーダイオード(40V350mA)SD103A
          ▲コンデンサ・・・セラミックコンデンサ 0.1μF

          右の写真は、100均のガーデニングライトを改造して、プラスチックケースの中に同じ回路を組み込んだものである。ここのLEDは同じく100均のキャンドルライトのLEDだけを取り出して、ガーデニングライトのLEDとしています。
          通常のライトでなく、ローソクのように光が揺れるので癒し系ガーデニングライトとなっており、とても気に入っています。
          ただ、見た目は今一ですが...

          ◆ LEDシーリングライト化

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            蛍光灯式のシーリングライトをLED化しようとしているのだが、まず最初に右図のように中心に高輝度の照明ユニット(350mA)を配置して廻りに8個のの照明モジュール(60mA)を配置して作成してみた。
            (当初の設計とは異なるのだが...)
            全体での消費電流は830mAなので12V-1A出力のACアダブタが手元にあったのでこれを使えるし、結構明るいのではないかと思い作りあげたのだが...やはり部屋の照明用としては暗過ぎで使えないことがわかった。

            60mAの照明ユニットは、消費電力が少ないので太陽光発電で蓄電した電気を夜間の照明用としてたくさん使っているのだが、部屋の照明用としては、照度が足りないようだ!残念
            右の写真が、60mAの照明ユニットだが12V対応でレギュレータがついているので、電圧が変化しても一定の明るさになるような設計になっている。価格も250円と手ごろなので、私はよく使っている製品である。
            さて、シーリングライトだが結局のところ元に戻って照明ユニット(350mA)を複数個配置する構成にした。

            8個の60mAの照明ユニットだが、8個もあってあまり使い道がないので、円型のベニヤ版に照明ユニットを配置して、5.76W(480mA)の照明として利用することにした。ただ太陽光発電で蓄えた電力で常夜灯にするには、ちょっと消費電力が多過ぎ(0.48A×10h=4.8Ah)なので、オンオフできるスイッチを設けて、バッテリから直結の照明として庭先にでも設置しようと考えている。

            さて、部屋のシーリングライトだが、350mAの照明モジュールを4個使おうと思ったのだが、4個で2,400円になる。この価格では100WのLEDライトが買える価格なので、コストメリットが薄いと判断しセコク3個で構成することにした。右の写真は実施に照明モジュールを配置した様子です。小さな穴があいているのは60mAの照明ユニットを8個配置した残骸です。

            350mAの照明ユニットだが、無抵抗で接続すると760mAもの電流が流れるので、15オームのセメント抵抗をはさんで、照明ユニットに接続している。15Ωでは210mA程度の電流値だったので、もっと少ない抵抗でもよさそうだが、明るさ的にも十分明るかったのでこの抵抗に決定した。右の写真は綺麗ではないが、12V-1AのACアダプタをテープで止めている様子がわかると思う。セメント抵抗は汎用基板に3個並べて配置している。またスライドSWを切り替えれば、一応12Vバッテリからも電源を供給できる端子も作っておいた。

            セメント抵抗を変更したことによる電流値計測結果
            10Ω 280mA
            15Ω 210mA ・・・ 現在は照明ユニット3個だが、4個にしても1A以内
            22Ω 150mA
            47Ω 70mA

            ◆ 蛍光灯シーリングライトをLED化する

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              部屋の蛍光灯式シーリングライトの蛍光灯が切れたので、蛍光灯を変えずに新たにLEDのシーリングライトを購入しよう思った。ネットで調べると8,000円程度で購入できるのでさっそく購入しようと思ったのだが...チョット待て!
              現在のシーリングライトは壊れたわけでなく、蛍光灯が切れただけなので本体は十分綺麗で、捨てるのは勿体ない!それならば「自分でLEDシーリングライトを 作ればいいじゃないか!」という結論に至ったしだいである。
              シーリンライトの本体は金属なので、明るいLEDユニットは放熱対策が必要だが、金属の箇所にLEDの照明ユニットを配置すれば熱対策はバッチリである。

              秋月で販売しているLED照明モジュールの中の12Vで消費電力350mA(明るさ300lm)のものがよさそうなので、さっそく1 つ購入して明るさの程度を試してみることにした。(上の写真) LEDが3個直列に並んでおり、さっそく12Vのバッテリを繋いでどのくらい消費電流があるか試してみた。すると760mAも電流が流れていた。そこで仕様をもう一度みてみると絶対最大定格が12V-400mAで、VFは9~10V-350mAだと分かった。即ち絶対定格を超えて電流を流したことになる。もう少し長い時間電流を流し続けたら壊れてしまったに違いない!従って、通常のLEDと同様に抵抗を入れる必要があることがわかった。あたり前ですね!

              回路図は右のような簡単なものにする予定です。上記のLEDモジュールを4個使ってシーリングライトを形成します。1つが300lmなので1200lmの明るさです。6畳の部屋では少し暗いかもしれませんが省電力照明ということで良しとしましょう。また1つの消費電流が350mAなので1.4Aの電流が流れます。従って16.8Wのシーリングライトとなるはずです。また非常用に太陽光パネルで充電した鉛蓄電池でも使えるように、端子を設けるつもりです。

              ◆ 手作りLED電球による外灯

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                12V-50mAのLEDモジュールと100均で買ったプラスチック製の醤油さしを使った手作りLED電球の写真を撮ったので、アップすることにしました。本当の電球と違い醤油さしなので、底が平らになっているところが今一ですが...
                それでも中国製の安価なLED電球も取りつけてみましたが、横の放熱版がレトロな外灯にマッチしないので、本当の電球に比べて見た目は少し悪いが、こちらの電球のほうが風情があるので、この手作り電球を使い続けることにしました。

                右の写真が手造り電球のアップの写真です。

                中国製の安価な2WのLED電球(仕様上では3W)の電球との明るさの比較ですが、同じくらいかなと思ったのですが、さすがにW数の違いが明るさに影響して中国製のLED電球のほうが明るかったです。W数が3倍以上あるのだから当たり前ですね!
                (下表にスペックを記載しました)
                名称電圧電流電力備考
                中国製LED12V173mA2.0W公称3W
                手作りLED12V50mA0.6W秋月の照明ユニット


                ◆ 12V LED電球の製作

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                  12V用の電球型で、消費電力が1W以下(80mA)のものとなるとネットで見つけるのは困難なので、自分で作ることにした。LED本体は秋月で販売しているLED照明ユニット(12V-50mA)を使えばいいのだが、問題は電球のような外観にするには、ガラスかプラスチックの透明な容器が必用である。これがなかなか見つからなかった。ようやく100均で見つけたのがプラスチックの醤油さしで、口のサイズがピッタリであった。

                  LEDユニットは、E26からE17へ口金サイズを変換するアダプタを使用してここに、結線(ハンダ付け)してLEDユニットと口金の本体とはエポキシ系 の接着剤で固定した。ここに醤油さしのプラスチック容器を、さらにエポキシ系の接着剤で接着すれば0.6W(50mA)のLED電球の完成である。レトロ風の外灯として点灯させたのが右の写真である。写真では明る過ぎて外観がわかりませんね?!

                  ところで、12V用のLEDライトだが、日本のメーカは100V用は沢山製造しているが、12V用はあまり作っていないようなのでNetで中国製の格安LED電球を試しに購入してみた。12V-3Wで口金サイズはE27(日本のE26と同じ)で、値段は送料込でナント379円(超激安!)送られてきた商品が右の写真である。12V-3Wなので250mA程度の電流が流れるはずだが、実測値は173mAだった。即ち2WのLEDであった。
                  (やっぱり中国製だ

                  自作LED電球と中国製の電球でどちらが明るいか試してみるつもりである。
                  おそらくあまり大差はないような気がするが...

                  ◆ MPLAB X IDEを使ってProjectを作成する

                  0
                    MPLAB X IDEを使って、さっそくプログラムを作成してみることにした。生憎このソフトは日本語環境が整っておらず、全て英語環境での動作となるがプログラムのコメントは日本語で記述できるので、プログラムを作成する上では特に問題はない。
                    最近のプログラム作成は、まずプロジェクトという単位で1つのプログラムが使用する外部の参照ソフトウェアやライブラリ群を定義するのが一般的で、このIDEも同様な方法でまず作成するらしい。従ってまず最初はメニューバーの「FIle>New Project...」と選択してプロジェクトの作成を開始する。開始の手順は以下の通りである。

                    プロジェクトの選択


                    使用するPICを選択 (PIC12F683を選択する)


                    ヘッダー選択


                    ツール選択


                    コンパイラ選択


                    プロジェクト名入力とエンコード選択


                    Encodingの設定は、ソースに日本語が入力できるようなものを選択する。

                    ◆ picを使ったプログラム環境を整える

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                      picのプログラム作成はPC上で行う訳だが、作成したプログラムを機械語に変換するコンパイラ等を準備しなければお話にならない。Microchip社では、プログラム作成のサポートツール(IDE)を無償で公開しており、これを利用すればお金をかけずに開発環境の準備を整えることが可能である。
                      まずは、Microchip社のサイトから下記の2つをDownloadしてPCにインストールする。
                      MPLAB X IDE・・・統合開発環境 IDE(Integrated Development Environment)
                      MPLAB XC 8 ・・・8bit用のCコンパイラ

                      8ピンPICマイコンの使い方が良くわかる本 」に載っているのは「MPLAB IDE」と「HI-TECH C」という前のバージョンの使い方なので、最新の上記の環境とは異なるため少し戸惑いそうだが、なんとかなるだろうと始めてみた。

                      ダウンロードしたファイルは、以下の2ファイルである。
                      MPLABX-v2.00-windows-installer.zip ・・・ 367MB
                      xc8-v1.30-win.exe ・・・ 175MB
                      このファイルを使ってインストールしてみると、WindowsのDesktopには右の3つのアイコンが表示される。

                      driver switcher・・・MPLAB IDEと、MPLAB X IDEの両方をパソコンにインストールした場合に、各々のドライバーを切り替えるもの。
                      私には不要なツールと思われる(たぶん?)

                      IPE・・・コンパイル済みの実行可能なHEXファイルをPICkit等で書き込みを行うもの。IDEを起動しなくても実行可能となる。

                      IDE
                      ・・・PIC開発の統合開発環境でこれを使ってプログラム開発を行う。コンパイル等デバッグ等もすべてここから行える。
                      私のPCはWindows7(32bit)に2GBのメモリで、ひと昔前のCORE2-DUOなる非力なCPUで動作しているが問題なく動いている。会社の開発用に使っているPC環境は、64bitでCore-i5以上で、メモリ8GBなどと比べるとかなり非力なマシンだが、PICの開発環境には全く問題ないようだ。(一安心

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