DAISO ダイソー 12SMD＆1LED ランタンを改造して、人感センサーモジュール HC-SR501 を組み込んでみました。

前回の製作記も参考にして下さい。




　上：玄関外で使用中
　下：今回製作中（玄関内部に設置）

人感センサーHC-SR501について
1. 非常に高性能で定評がある。製品のバラツキが少ない。
　　これまで何個も製作に使用したが、全て動作した。
2. モジュールに2種類のタイプがある。
　　動作モード変更用のジャンパーがついている物とついていない物である。
　　今回使用するのはジャンパー無しのモジュールです。
3.  CDSをつけて夜間動作モードに出来る。
　　かなり暗くなってから動作させる場合は一工夫必要である。
4. 点灯時間が4,8,16,32秒というようにデジタル的に変化する（推測）
　　VRを回しても好みの値にならない。8-10秒の次は16-20秒になる。

ダイソー12LED&1LEDランタンについて
1. 単三3本で動作する。点灯2モード切替SWつき
　　12SMDランタンモードと1LEDライトモードの切り替えが可能
2. 12SMDモード
　　オリジナルのままでは非常に明るい。
　　LEDに大電流が流れるので電流制限抵抗を使用すべきである。
3. 1LEDモード
　　砲弾型LEDを1個使用。懐中電灯の代用になる。
　　今回はこのスペースにHC-SR501を組み込む。

HC-SR501（動作切替ジャンパー無し）の動作確認


過去の製作においてこのモジュールの定数を変更した方が良いことが判った。
1. 点灯時間調整用の1MΩ半固定VRを100kΩ半固定VRに変更　
2. CDS（5506）を取り付ける。他のCDSでも概ね同様に使用可
3. BISS0001の5-6ピン間を半田でショートさせておく（下の写真）

　5-6ピン間ショートでブロックタイムが0になる。


12SMDに追加する回路（写真クリックで大）

　電流制限用10Ω追加。これで90-120mAとなる。
　HC-SR501の出力を手持ちの2SC1670で受ける。
　BE間の1000pはノイズ除去用（気持ちだけ）

　SMD点灯モード切替SWで、センサーモードと強制点灯モードに切替可能
　（Trのベースに入っている1.5kΩを介して強制点灯させる）


　実際の配線（クリックで大きく）

　



　1LED部の樹脂をくり抜き、モジュールをグルーで固定
　橙VRは感度調整用　8時～9時方向が良かった。
　青VRは点灯時間調整用　4秒～40秒


　センサー部回りが未完成

　ケース裏に磁石を張り金属部に張り付くようにした

　上：前回再作　ビニルテープで人感センサー領域を制限している
　下：今回製作中のもの


　センサーモジュールの目隠しカバー（食品トレーなど）

　ちょっと寸足らず

　天井に金属ステーをネジ止めし磁石で本体をくっつけている

　夜間、玄関ドアから入ると点灯する。
　隣の照明は玄関奥にSWがあるので、ON/OFFが面倒。


今回のセンサーモジュールの改造について前回との違い
1. 今回のモジュールは動作モード設定用のジャンパーピンは無い。基板のH、L、はともに3.3Vなので、H-L間は導通しているようだ。
2. BISS0001のセンサー出力側の1kΩは変更せず。
3. CDS（5506）に100kΩをパラにすると暗くなっても点灯しなかったので、今回はつけなかった。5506以外のCDSではパラにする必要があるかも知れない。


（作動状況）
2020/01/02 追記
　40秒点灯の後消灯し再び点灯し、それを繰り返すようになった。過去の事例から電池電圧が低下するとこのセンサーモジュールはこのような症状になることが判っていたので、乾電池の電圧を測ってみた。
　乾電池　消灯時（1本当り）　点灯時（1本当り）
　消耗時　　4.15（1.38）　　4.05（1.35）
　新品　　　4.80（1.60）　　4.64（1.55）　　

（傾向）センサー感度が良すぎて、少し離れても点灯する。そのため、過去に作ったものより点灯回数が多かった。電池の消耗が早かった。

（対策）乾電池の消耗を少なくする
1. LEDの電流制限抵抗を1Ω＋10Ω＋2Ωと大きくした。少し暗くなる。
2. センサーカバーにビニルテープを目隠しとして貼り、感知領域を狭めることにした。好みの領域を決めるまでは何度かトライ＆エラーを繰り返す。

（2020/01/07）新たな課題

　暗くなると自動点灯するナイトライトは我家の必需品

（2019/06/02下記改造後設置）順調に動作中
（2019/06/14 再改造 実験4参照）
（2019/11/18）順調に動作中
（2020/10/09）順調に動作中
（2021/01/07）順調に動作中
（2021/07/11）ダイソー改は順調に動作中
（2021/10/21）回路図のブリッジダイオードの方向を訂正



　上：ダイソー200円改造品　下：ヤザワ2個467円改造品

　格安ナイトライトは改造して初めてまともな動作をする。ダイソーの100円の貝型（写真）、ヤザワの2個467円のナイトライト（円筒形）を改造して使っている。

【改造のポイント】
1. 十分暗くなって点灯　SCRのトリガー電圧調節・CDSの抵抗値変更
2. 適度な明るさ　　　　LEDに流れる電流の制限
3. 発熱しない　　　　　回路全体の電流の制限・コンデンサの容量（つまりリアクタンス）変更（参考記事はこちら）


【ヤザワ製の改造】
　ダイソー製とそっくりだが少し高いだけあって作りは良い。（改造記事はこちら）

【ダイソー製200円】
　筒形ナイトライト（写真）以前300円のものがあった。

【最初に結論】
　1. ヤザワの2個467円の作りと比べて、ダイソーのは200円にしては作りが雑。
　2. 常夜灯としてはLEDが明るすぎる。また抵抗の発熱が酷い。すぐ壊れそう。
　3. 改造したらかなり良くなった。

 
　今回の改造は右の丸棒型です。


　改造前のオリジナル回路と改造後の回路
R1：150Ω1/8W　R2：150Ω1/8W　R3：470KΩ1/8W　R4：1.5MΩ1/8W
C1：0.47μF250V　C2：10μF50V　D1～D4：整流用ダイオード　CDS　橙色LED
SCR：PCR606J



　基板裏

【オリジナルの動作確認】


　オリジナル基板でCDSに袋をかぶせて点灯させる。しばらくするとR1とR2付近から特有の臭いが出てくる。AC抜いて触ると熱い。


　茶色はC1：CBB2の474＝0.47μF250V

　この容量でR1両端の電圧はAC2.6V。計算上は約17mA流れて44mWの発熱。1/8Wというのは、0.125W＝125mWなので、これで持ちそうだが実際は抵抗が発熱して匂って来た。

【実験手順】
実験1：抵抗のワット数を変更。コンデンサの容量を1/2に変更
実験2：コンデンサの容量をさらに減らす
実験3：1/8W抵抗3本並列
実験4：CDSに抵抗を並列



　実験1
　青い抵抗は、100Ω1/2Wと50Ω1/2Wの直列で150Ω1/2W。茶色いコンデンサは、474＝0.47μFを2個直列にして0.235μFとした。このケースでは、150Ωの両端のAC電圧は1.2V。計算上は約8mA流れて9.6mWの発熱。抵抗の発熱はあまり感じなくなった。LEDの明るさはやや弱くなった感じ。


　実験2
　コンデンサを青い124＝0.12μFに交換した。このケースでは、150Ωの両端のAC電圧は0.5V。計算上は約3.3mA流れて1.7mWの発熱。抵抗の発熱は感じなくなった。LEDの明るさは弱まった感じだが、十分明るい。この砲弾型LEDの両端の電圧は2.6～2.8Vだった。


　実験3
　510Ω3個並列したものを2組作り、R1・R2と交換。青いフィルムコンデンサ0.12μFも交換して基板に半田付けした。このケースでは、抵抗の両端のAC電圧は0.5～0.6V。計算上は約3.5mA流れて約2.1mWの発熱。3個の抵抗とリード線からも放熱するので発熱はあまり感じない。


　赤外線温度計で測定すると周囲温度約20℃に対して25℃程度なので、真夏35℃としても発熱は50℃以下に抑えられるはず。真夏の常夜灯としても十分使用に耐えると判断した。


　交換した抵抗とコンデンサ


　　交換したコンデンサ


　CDSに並列に39KΩをかます。39KΩの位置がずれているが回路図的にはちゃんと並列になっている。

　実験4
　暗くなるとCDSの抵抗値が上昇してSCRがトリガーされLEDに電流が流れ点灯する。オリジナルでは少し暗くするだけでLEDが点灯した。十分暗くなってから点灯させる方法の一つとして、CDSに並列に抵抗をかますことが有効なことはこれまでの改造で分かっている。
　CDSに平行に100KΩの半固定抵抗をかまして、ぐるぐる回し、好みの暗さでLEDが点灯する場所を選ぶと34KΩだった。33KΩと39KΩの中間なので、今回は39KΩ1/8WをCDSにかますことにした。結果オーライ。
　廊下に設置したところ、暗くなるとパッと点灯し、天井灯をつけると瞬時に消灯した。これで目標達成。
（2019/06/14追記）
　もう少し暗くなってから点灯するように、39KΩ1/8Wを33KΩ1/8Wに変更した。

【発熱問題】
　常夜灯として下向きに設置。点灯中は部品の入っている上部に少し発熱が感じられる。オリジナルと比べると格段に少なくなり長寿命が期待される。



　回路図（再掲）

　改造・交換するパーツのまとめ
1. 抵抗の発熱対策
 　R1・R2を、510Ω1/8Wを3個並列にし170Ω約1/3W として交換
2. 回路の電流、LEDの明るさ制限
 　C1：474＝0.47μF250V を124＝0.12μF250Vに交換
3. 十分暗くなってから点灯
 　CDS に並列に39KΩ1/8Wをかます。

【さらに改良】
　ダイソー200円のLEDはかなり明るく電球色より白色に近い。ヤザワの円筒形にもダイソーのカラーセロファン・オレンジ色を巻き付け改良した経験がある。
　今回もプラ円筒形の内側にカラーセロファンを巻き付けよりオレンジ色に近くなるよう改良した。LEDを赤マジックで塗るとオレンジ色がより強みを増した。








　上：ヤザワ改（フィルム巻付け済）下：ダイソー改


　上：ヤザワ改は暗く点灯するようにしてベッドサイド用
　下：ダイソー改は明るいので階段照明用



　上：ダイソー改　下：ヤザワ改


　上：ダイソー改（未だ白っぽい）下：ヤザワ改（オレンジ）

【設置場所について】
・暗いヤザワ改は寝室の入り口に設置。トイレに行く時のドアの位置が分かるだけの光量でよい。
・明るいダイソー改は夜間の階段を照らすように設置した。階段の天井灯が点灯するとこれはすぐに消灯する。

埋め込み型シーリングライトにE17型54Wミニクリプトン電球を使っていたが、ダイソーの200円E17LED電球に交換した。

写真のように長いので斜め差込型のカバーに入るか心配したがぎりぎりで入った。




　机上で点灯させ、AMラジオを近づけてみたが、雑音・ノイズが出ていない。発熱も少なくかなり優秀。

　もともと下方向に発光するので、横にすると写真では半分しか光っていないのが目立つが、実際に天井に設置すると反射板で反射して実用に耐える充分な明るさだった。
　従来のミニクリプトン電球の消費電力54Wから4.3Wに1/12になっても適当な明るさなのでコスパは良い。お薦めします。

マグネットスイッチでLEDをON/OFFします。物置やクローゼットの扉につけて使います。ダイソーのはマグネットが本体と分離して2個ついています。


推定回路図です。小さなトランジスタ2個をダーリントン接続してLEDのスイッチングをしています。マグネット（リード）スイッチは〇印の所でトランジスタのベースをGNDに落とせば（扉を閉めれば）LEDに電流が流れずオフとなり、扉を開ければ電流が流れてLEDが光ります。