kuriyan60

還暦くりやん旅に出る

若き時代にバッグパッカーとしてアメリカ大陸横断を果たしたくりやんが還暦を向かえ再び海外旅行に挑戦します。また海外SIMなど個人旅行で必要な事柄を備忘録として記事にしています。

電子工作

15 2月

ダイソー グリーンオーナメント 調光タッチスイッチライトの実験

ダイソー100均グリーンオーナメント製の調光タッチスイッチライトの応用実験
 LEDの電流を制御するFETを大電流に耐えるものに交換して調光させてみました。

この改造実験には、気の迷い 「ちょっと奥さん!」の記事「100円 調光タッチスイッチライト」を参考にさせていただきました。

(変更点)
 電池の代わりに3.3V三端子レギュレータで供給
 基板のNch FET SI2032をNchパワーMOSFET FKI06269(60V24A)に
 LEDを砲弾型LEDに交換しました。
P_20200215_154803_vHDR_On
 NchパワーMOSFET FKI06269を使って基板上のLEDの調光試験
P_20200215_154819_vHDR_On
 回路図は気の迷いさんのものです。私の使った基板ではチップ抵抗12RとLEDの位置が逆でした。鉛筆書きの回路に改造。
P_20200215_164134_vHDR_On
 印加電圧12V、基板のV+はLP2950L-3.3低損失三端子レギュレータで3.3LP2950L-3.3V低損失三端子レギュレータ3.3を供給
 コントロールICのピン6から1kΩを入れてNchパワーMOSFET FKI06269のゲートへ、砲弾型LEDはDC12Vから100Ωを入れてドレインに接続


 無段階調光の様子
調光時のパワーMOSFETのゲート電圧は数十mV(消灯時)から3.2V(全点灯)まで変化していました。

(これから)
自作LEDスタンドライト(12V1A)の点灯・調光に使いたいと思っています。



14 2月

TTP223タッチセンサーモジュールの実験

AC100V制御の実験

 
 黄色いコードに指を近づける度にON/OFFを繰り返すようにTTP223モジュールを設定しています。この負荷のLED電球には点灯時少し遅延があります。

P_20200214_112309_vHDR_On
 TTP223モジュール TLP561Jフォトカップラー BTA24-600Bトライアック
 取り敢えず220Ωと100Ωで点灯実験
P_20200214_112358_vHDR_On
 上の回路図(一部)のMOC3029の代わりにTLP561Jを使っています。
 TTP223モジュールのI/O出力から220Ωを通じてTLP561Jへ。BTA24-600Bのゲートにはとりあえず100Ωを使っています。


DC12V制御の実験


 黄色いコードに指を近づける度にON/OFFを繰り返すようにTTP223モジュールを設定しています。モジュールには12Vを三端子レギュレータで3.3Vに、負荷のLEDは5~12Vで点灯させています。

P_20200214_142609_vHDR_On
 実際の回路は右の手書きです。クリックすると拡大
 TTP223モジュールへは12Vを3.3Vにダウンして印加

P_20200214_142754_vHDR_On
 TTP223モジュール LP2950L-3.3V低損失三端子レギュレータ
 NchパワーMOSFET FKI06269(60V24A) 砲弾型LED+220Ω
 印加電圧DC12V


応用例その1 DC12Vのタッチスイッチバー
 一連の実験からの知見を使ってLEDスタンドのタッチスイッチを製作してみました。費用は100円程度でした。
P_20200217_175135_vHDR_On
 DC12V1AのLED負荷のスイッチ用にNchパワーMOSFET 2SK4017(60V5A)を使用。
P_20200217_175145_vHDR_On
 タッチする毎にON/OFFするように、TTP223のBピンはショート。
P_20200217_193834_vHDR_On
 長細い基板を熱収縮チューブで巻きました。先端に触れるとON/OFFします。
P_20200217_192501_vHDR_On
 回路図です。LEDの負荷には12Vで0.8A流れています。2SK4047にわずかな発熱があります。

応用例その2 DC12Vのタッチスイッチ
P_20200219_174142_vHDR_On
 製作その1は細長い板状にしましたが、その2では同じ回路の空中配線でPETボトルの蓋に収めました。半田付けの際、どこかと接触したのか2SK4047 FETが1個オシャカになりました。
P_20200219_175600_vHDR_On
 LEDデスクライトのON/OFF用に天板に貼り付けました。このライトには12Vで0.8A流れています。最大5Aの2SK4047で大丈夫のようです。




5 2月

ダイソーUSB5V電球をAC100Vで点灯させる実験

ダイソーUSB5V電球色LED電球をAC100Vで点灯させる実験
(兼)AC100V入力DC300mA出力定電流ドライバー基板の実験
 
LED点灯は定電圧より定電流が適切である。使用した
3種類の格安定電流ドライバーは中国Aliexpressで購入した。
P_20200205_160243_vHDR_On
 LED基板のみ取り出す(写真1)
P_20200205_151920_vHDR_On
 パターンカット3か所(写真2)
P_20200205_163455_vHDR_On
 3枚を直列にして通電実験(写真3)

(1)パターンカットする理由
 ダイソーのUSB電球は5Vで1A以上の電流が流れる。明るいのだが、LEDの発熱も多いうえに茶色いベーク基板であるため放熱が悪い。LED1個当り100mAでは劣化が早いと思う。
 今回使用する定電流ドライバーは印加電圧に関わりなく(260~)300mAである。LEDの並列数と1個当りの電流は以下のようになる。
10個(オリジナル)30mA 暗すぎる
5個(パターンカット)60mA 今回
4個(計算上)75mA  理想的だがパターンカットが複雑
3個(計算上)100mA 発熱多く劣化懸念

 オリジナルの基板ではLEDが10個並列になっており、それぞれに100(10Ω)の電流制限抵抗がついている。そこで5個並列になるように3ヶ所のパターンをカットした。リード線で5個ずつが直列になるよう半田付けした。(写真2)
   |-10Ω-LED-|   |-10Ω-LED-|
   |-10Ω-LED-|   |-10Ω-LED-|
+DC|-10Ω-LED-|---|-10Ω-LED-|-DC300mA
   |-10Ω-LED-|   |-10Ω-LED-|
   |-10Ω-LED-|   |-10Ω-LED-|

(2)LED基板1枚当たり適正電圧
オリジナル基板 3.7V程度で300mA流れる
パターンカット基板 7.4V当りで300mA流れる
カット基板3枚直列 22V当りで300mA流れる(写真3)


(3)3-5W定電流ドライバーの使用実験
3-5W300mA
 出力電圧は9~18Vになっているが、実際には電流270mAで22.7V程度の出力電圧があった。
P_20200205_164237_vHDR_On
 バラックで点灯実験(写真4)
電流270mAということは、LED1個当り54mAである。発熱は10Ω抵抗よりLEDの方が熱い。
P_20200205_171607_vHDR_On
 手持ちのアルミ板の上に基板を載せてみた。セロハンテープで仮止め。
P_20200205_171628_vHDR_On
 裏にはドライバー基板をカプトンテープで包んで貼り付けた。白2線はAC100V用。
P_20200205_172454_vHDR_On
 連続点灯実験でアルミ板はほんのり熱くなる。LEDを指で押さえてもベーク基板のみのように熱くない。実用化にはアルミ板などの放熱版が必要である。

(3)4-7W定電流ドライバーの使用実験
4-7W300mA
 必要な出力電圧は22Vなので、4-7W定電流ドライバーに交換した。
P_20200205_192949_vHDR_On
 出力電流290mA、印加電圧22Vで点灯。

(この時点での考察)
LEDに流れる電流について

・オリジナルでは、5V1.2A定格で、1LEDに120mA流している。
・今回は、5並列を2段直列にして280mA流しているので、1LEDに56mA流れている。オリジナルの47%なので結構暗い。
・オリジナルでは1個150lm。5並列・2段直列基板1枚を仮に70lmとすると、3枚使用で計算上210lmとなるが、実際はもう少し少ない気がする。
10Ω抵抗に流れる電流について
・オリジナルでは、10Ω抵抗にも1個あたり120mA流れている。144mWの発熱消費。指で触れない。
・今回の実験では、10Ω抵抗が2直列で56mA流れているので、20x0.056x0.056=63mWの発熱消費となる。LED基板3枚では、63x5x3=945mWと約1Wが熱になっている。
・パターンカットを施し、抵抗を1個ずつ取り外すなどすれば当然無駄な電力消費を少なくすることができるが、この基板では大変面倒である。
LED並列接続について
・5並列で280mAを流している。1個オープンになった場合は、280mA定電流なので、残り4並列に280mA流れ、1個当り70mA。2個オープンになった場合は、残り3並列で、1個当り93mAとなる。3個以上のオープン(焼損)で10Ω抵抗も含めて全焼損となるだろう。全焼損を防ぐという意味では直列接続の方が好ましい。
その他
・定電流ドライバー基板を使用すると1m以内でAMラジオにザーという雑音が入る。基板により2m程度話しても入る場合がある。
・実用化のためには、AC側にフューズとZNRなどのノイズ吸収素子をいれる。またLED基板の放熱を良くする。ドライバー基板も発熱している。


(実用化を目指して)
P_20200209_185458_vHDR_On
ダイソーでアルミの鍋蓋を買ってきた。ベーク板の裏にヒートシンク用接着剤を塗り接着させた。
P_20200209_190411_vHDR_On
 実際に点灯させたが、アルミ蓋が良好な放熱をしてくれている。

(さてこのあとどうしようか)

電球色なので下向きにスタンドライトか
「室内スタンドライト」の画像検索結果
上向きにスタンドアップライトかな?
4 2月

入力AC100V 出力DC300mA 定電流LEDドライバー基板の実験

Aliexpressで定電流LEDドライバー基板 入力AC100V、定電流出力DC300mAを3種類購入しました。



(1)1-3W LED Driverの実験
1-3W LED Driver (Use 3 years)
1-3W300mA
Input Voltage: 90-265V
AC230V load test Output Voltage: 3-12V
Output Current: 280-300mA
AC230V no-load test: Output Voltage: 3-16V
(Danger! No-load testing is forbidden, and the test data is inaccurate.)

 ダイソーでこのようなCOB LEDの入った壁スイッチ型ライトからCOBだけ取り出して、E17ソケットに収めました。
P_20200204_185604_vHDR_On
 左の赤白はCOBに接続、右の白白はAC100Vのソケットに接続しました。
P_20200204_185614_vHDR_On
 部品固定と感電防止目的でグルーで固定
P_20200204_185726_vHDR_On
 COBはかなり明るく光ります。

電池3本4.5Vで流れる電流値と同等以下の300mAで点灯しています。
300mAの定電流なので温度が上昇して過電流になることはありません。
(デメリット)スイッチングノイズが出ています。ラジオを近づけると雑音が発生していることが分かります。他の2種類でも点灯させましたが、ノイズは4-7W用LEDドライバーが少ないようでした。

(2)4-7W LED Driverの実験



(資料)購入した定電流LEDドライバー基板 とにかく安いのが取り得です。
1-3W LED Driver (Use 3 years)
1-3W300mA
Input Voltage: 90-265V
AC230V load test Output Voltage: 3-12V
Output Current: 280-300mA
AC230V no-load test: Output Voltage: 3-16V
(Danger! No-load testing is forbidden, and the test data is inaccurate.)
 
3-5W LED Driver (Use 3 years)
3-5W300mA
Input Voltage: 90-265V
AC230V load test Output Voltage: 9-18V
Output Current: 280-300mA
AC230V no-load test: Output Voltage: 9-29V
(Danger! No-load testing is forbidden, and the test data is inaccurate.)
 
4-7W LED Driver (Use 3 years)
4-7W300mA
Input Voltage: 90-265V
AC230V load test Output Voltage: 12-26V
Output Current: 280-300mA
AC230V no-load test: Output Voltage: 12-31V
(Danger! No-load testing is forbidden, and the test data is inaccurate.)


4-7W LED Driverに使われている部品
12M10 整流ダイオードブリッジ
BP3166C 定電流制御用IC(データシート)
ES1D 1A200V整流用ダイオード
6.8uF 400V 105℃ AC側
22uF 50V 105℃ DC側
チップコンデンサ 容量不明
茶黒黒金黒 100Ω? ACライン
1R05 1.05Ω?
273 27kΩ
103 10kΩ
L 角形コイル


BP3166-1
 7ピンCS=電流検知ピンとGNDの間に抵抗を入れる。この抵抗値で定電流値を決める。300mAを変更できるかも?

BP3166-2


23 1月

人感センサー関連記事のまとめ

これまで製作した人感センサー関連記事のまとめです。

世界のジンカンセンサー記事特集
https://evroshop52.ru/search/12v-led-motion-sensor-switch


HC-SR501モジュール利用の記事

廊下天井のLED電球(AC100V)の点灯に利用した例


P_20181006_193349_vHDR_On_1
 HC-SR501センサーモジュール
P_20181022_131518
 AC100V制御部とセンサー部
P_20181029_125906
 センサー部設置例


ダイソーLEDランタン(乾電池式)の点灯用に組み込んだ例


P_20191211_144552_vHDR_On
 HC-SR501人感センサーモジュール
P_20191214_172039_vHDR_On
 組み込みの様子



P_20181214_143103
 家のコーナーに双方向でセンサーとライトを設置
P_20181214_133513
 HC-SR501モジュールを2個使用した例


MR-HW06Aモジュール利用の記事

人感センサーをLED天井灯(AC100V)の点灯用に後付けした例


20200121_075103
 MR-HW06A(同等品)モジュール
P_20200121_162941_vHDR_On
 自作の和風LEDシーリングライトの自動点灯に外付け
P_20200122_165429_vHDR_On
 アイリス・オーヤマのSCL4N-Eの自動点灯用に外付け
P_20200123_144248_vHDR_On
 ダイソーLED直管利用天井灯の点灯用に外付け


販売されている人感センサーライトの記事

市販の外壁用LED人感センサーライトの改造例


P_20181207_082810

P_20181207_090151

P_20181208_110601
 センサーライトの研究

市販の円盤型センサーライト(乾電池式)の改造例


P_20190716_163203_vHDR_On
 使用されている基板2種類
人感センサー明るさセンサー付きLED照明灯


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