「電子工作な日々」カテゴリーアーカイブ

電子工作に関連するお話など・・

LEDライト(その2)

以前、ライコランドのセールにて、先着でLEDライトが貰えるキャンペーンがあった、その時はチェーングリスかなんかを買ったら最後の1個ギリギリでゲットした。
早速、中身を確かめてみると、単4電池3本仕様で、5mmの白色LEDが9個付いている。

自分的には、使い捨て電池を買いたくないので、エネループで使いたい、しかし・・・

そもそも、白色LEDに電池3本を直列に繋ぐ事自体、かなり無理な仕様で、LEDに流れる電流は、電池の電圧によって大きく変化してしまい、電池が新しい場合は定格を超えて電流が流れて、LEDを痛めてしまう。

そこで、改造(改善)、電池ボックスは、単4、3本仕様なので、エネループの単4を2本仕様として、空いた1本分のスペースにLEDドライバーを組み込む。
以前に沢山買ったリニアテクノロジーのLTC3490を使い、点滅用のマイコンも仕込んでみた。
※問題は、点滅モード切り替えをどうするかだ・・・(これは今後の課題)
※中にホール素子を入れて、外からマグネットで制御するのが良さそうかな

5mmのLED9灯なので、350mAでは流れすぎる、LTC3490は凄く良く出来ていて、「CTRL/SHDN」端子の電圧を制御する事で、電流を制御出来る、今回は、電源電圧を半分(1M+1M)にして、150mA(計算値)とした。

ドライバー回路を組み込んだ事で、グランドを別に取る必要があり、色々考えた末に、電池ボックスの後ろに銅版を曲げて、接続端子を設けた、クッションの付いた両面テープで張ってあるので、その微妙なクッションで、ケースに接触出来ている。

自転車用LEDライト

最近売られているライトは、ほとんどが LED の物になっています。

1000円も出せば、LED のライトが購入できますけどー、そこはやっぱり自分の欲しい機能が無いので創るしかありません。

リニアテクノロジーの白色LED用ドライバーICとしてLTC3490があります。
電池1本~2本の電圧を昇圧して白色LEDに必要な電圧を得る事ができ、1Wクラスに必要な350mAを得る事が出来ます。
内部は同期整流式となっていて、スイッチング周波数も高いので、外部インダクターに小型の物を使えます。

ストロベリーリナックスでも完成モジュールとして扱っているようですが、自分は、扱いが始まる以前に、リニアテクノロジーから30個程調達していました。

白色LEDは、350mAで100ルーメンとゆー、明るさがでるCREEのデバイスを使います。
CREE XLamp XR-E WH-Q4

凄く昔に、自転車用のライトとして購入した(一応ハロゲンランプ仕様)「CATEYE」のケースなどを利用して、そこに組み込みました。
※電池4本仕様だったので、エネループ二本仕様にして、空いたとこにドライバーを組み込んでいる。
LEDライト全体

最近の流行りは、やっぱ「点滅」です、電池も長持ちするし、目立つので、良いと思います。
点滅回路の制御には、AVRのATiny2313Vを使っています。
タイマーIC555なんかより、マイコンを使った方が簡単で柔軟で、しかも安いとこが凄い気がします、しかもプログラムはC言語を使って、gccを使えます、何とも良い時代です(笑)

LED は350mAとか流すと、かなり発熱する為、銅版を切り貼りして、放熱器を付けています。
LED 放熱器

LTC3490には、バッテリーの電圧が低下した場合のロックアウト機構が付いています、プログラムでは、この端子を確認して、電池の交換(充電)を知らせるようにしています。
※1秒間隔、デューティー5%の点滅
※通常は0.3秒間隔、デューティー30%の点滅

「CATEYE」の電源スイッチは2段になっていて、明るさを二段に変えられたのですが(驚いた事にチョッパーの電子回路が入っていた)、これを取り去り、このSWの切り替えを利用して、点滅モードを切り替えるようにしています。
※別途モード切り替えのスイッチを設けても良いのですけどね・・

今回作ったモードは4つ:
・常時点灯
・点滅
・3点バースト点滅
・5点バースト点滅
モードSWを切り替えする度に、4つのモードが切り替わります、AVRには小容量のEEPROMがありますので、モード切り替えが4秒程ホールドしたら、そのモードをEEPROMに記憶して、次回電源が入った時はそのモードで起動するようにしています。

LEDライト全体

ドライバークローズアップ

ソースコードとコンパイル済みバイナリー
※flicker

USB 充電パック

以前にストロベリーリナックスで買った、同期整流タイプのDC/DCコンバーター

それを使って、エネループ2本で、iPhone 用に USB 充電パックを作ったのだが、エネループ2本の電圧から昇圧すると、イマイチ電流が足りない為、充電器としてのパフォーマンスが悪い。

先日秋葉原に行ったら、秋月で、単三4本+USBコネクタが付いた電池ボックスを売っていた。

内部は、ダイオードの順方向電圧降下分で電圧を落として、それをそのまま USB の電源とする、かなり強引でヤバイ構成なので、DC/DC を入れ安定した電圧を出すようにし、エネループ3本仕様に変更、電池1本分のスペースが空くので、そこにDC/DC をレイアウト。

例によって、USB の D+、D- 信号に抵抗で分圧した電圧を出すようにして(これをしないとiPhone は外部電源モードにならない)おき、USB の電圧としては、5Vより少し高い5.2Vくらいになるように、DC/DCのフィードバック抵抗を加減した(R2の470キロを外して、430キロを付けた)

※分圧抵抗は、

iPhone/iPad コネクターアサイン
↑ココを参照。

D+: 2.0V、(+V)-33K-(D+)-22K-(GND)
D-: 2.8V、(+V)-33K-(D-)-47K-(GND)
な感じ。

DC/DC コンバーター

電子工作で何か自作する時に困るのが電源です。
ACアダプターを使うのが前提なら、そんなに困りませんが、電池駆動だと、安いコストで電源周りを作るのは意外と大変です・・

まず、たとえば、電池2本くらいから、5V や 3.3V を作る場合には、DC/DC コンバーターが必要ですが、自分で作るとなると、部品点数が少なく、それなりに電流が取り出せるもので良い物が少ないです。

最近、秋月電子で入手できる物で、「HT7750A」は外付け部品も少なく、良いのですが、MAX200mAと、取り出せる電流が少なく、少し物足りません(スイッチ素子を追加してブースト出来ると思いますが・・)。

昔から良く使われる汎用の IC で、 MC34063 と言うのもありますが、部品もそれなりになり、効率や、スイッチング周波数が比較的低く、リップルなど、これもイマイチな感じです。

ストロベリーリナックスで、AS1322A と言うICを使ったDC/DCコンバーターの基板を入手する事ができます。

AS1322A 電源モジュール(ストロベリーリナックス)

これは、同期整流で、小型、取り出せる電流など、かなり良いのですが、840円なのが、少し痛いとこです。
※それでも、一般流通で購入出来る中では、かなり安い!

裏技として、コンビニで売っている携帯の使い捨て充電器に、同じIC(セカンドソース?)が使われているようです。
こちらは570円くらいで、アルカリ単三電池2本付き!

他に、リニアテクノロジーとかの最近のICを買って、自分でそれなりの物を作る事も考えれますが、問題なのは、日本で入手しようとすると、IC 1個や2個では、凄く高い物となってしまう事です、リニアテクノロジー(アメリカ)から航空便で送ってもらう事も出来ますが、航空運賃もそれなりの金額となってしまいます、他に、コイルなども揃える必要がある事や、パッケージが自作に向かない場合などもあり、イマイチです・・・

先日、秋葉原の千石電商で、ジャンクですが、リチウム電池内蔵の携帯電話の充電器を売っていました(500円)、最初はスルーしてましたが、良く考えると、3.6Vのリチウム電池が内臓で、リチウム電池の充電回路が内蔵(USBで充電する)で、3.6Vから5VにコンバートするDC/DCも入っていて500円とゆー点に気付きました~

早速1個試しに買って、開けてみました。

DLG-MRD100

全体

裏側

3.6V 1000mA のリチウムポリマー電池と、充電回路、DC/DC コンバーターが内臓されてます(600mA取り出せます!)。

リチウム電池は使えないものと思ってましたが、普通に使えるようです。
※充電ランプは通常「赤」充電完了で「青」となります。
※出力プラグを差すと電源が入り、5.5Vが出力されます。
仮に使えないとしても、充電回路とDC/DCでも500円は安いですね!

※普通に買うと3150円みたいだし、売り切れ必至なので買いだめするしか・・

充電回路+DC/DC部

↑この4端子のDC/DC-IC、どこのだろう?

ちょっと調べたが該当なし・・(BAU82と刻印)

ショットキーダイオードが外付けなので、効率はイマイチかもしれませんが・・・

ラップタイマー

SH-2A でデータロガーを作ってるのだけどー、車速やエンジン回転をキャプチャーする必要があり、その実験用にエンジン回転数などのシュミレーターを作った。

※まだソフトが完全でないが・・

ついでに、サーキットで使うデジタルサインボード用のコントローラーも兼ねている。
表示はLEDセグメントを作る予定で、そのコントローラーとして機能するようにソフトを作っている。

サインボードには、色々表示したいが、ラップタイムと周回数などが主なものなので、ラップタイム計測機能も付けた。
128×64のグラフィックス液晶とATMEGA-644で組んでみたが、上々の出来かな!?
操作系も、ロータリーエンコーダーとスイッチ2個とシンプルなものだが、操作しやすく判りやすい操作系で考えて作っている。
まだまだ、これから機能を色々追加する必要があるけど、ハードはほとんど整ったので、基板のトラックを引き始めるかね・・

また、P-LAP の代わりにラップタイムを表示するデバイスとしても使えるかな・・

LapTimer ATMega644 表
↑基板部品面

LapTimer ATMega644 ハンダ面
↑基板ハンダ面

メニュー画面
↑メニュー画面

ラップ計測画面
↑ラップタイム計測画面(上手く撮れてないので醜いですけど・・)

現在までのソースコード

インターフェース6月号付録SH-2A基板

雑誌付録のCPU基板、何枚買った事か・・

ARMやSH2、他色々、いつも、おお!、これは~と思い買うのだがー
遊びでちょこっと使う分にはまぁ良いが、実用性が乏しかったりす
るのがいつもの事。
※RTC使いたいけどバックアップの事が考えられていない、配線も
出来ない。
※明らかな間違いがある。
※表面実装部品の下に目的のトラックがあり、改修不可能。
などなど・・・

しかし、今回は、いつもと少し違うかも。

SH-2Aの仕様が素晴らしい!
・144MHz
・FPU
・1MB-RAM
・64KB高速RAM
・LCDインターフェース
これなら、ボード単体で、相当色々な物が作れそう~

以前からレース用のデータロガーを作成趣味としてて(笑)
今回、ようやく、適したベースが作れそう!

一番の問題は、「液晶表示」なんですよ・・
データロガーと言うより、バイクのデジタルメーターを自作したい
事が始まりで、ついでにデータのロギングもして、ラップタイム
や、エンジンや車両の状態などを記録したいと考えてました。

そこで問題となるのが液晶の表示で、カラー液晶で、それなりの
解像度となると、フレームバッファやインターフェースなど、
色々追加部品を組まなければならない・・、しかし、このSH-2Aに
は全て揃っている!

とゆー訳で、この人を使って、プロトタイプを作り直してみます。

—–
以前に、AVRと白黒液晶を使ったものや、ARMを使った物など、途中
まで作って「ボツ」にした経緯があるので、今回は、最後まで作っ
てみようと思います。

電波時計モジュール

電波時計作りたくて、モジュールを探していたが・・
※なんで作りたいかのかと言うと、980円で買ったCASIO
の電波時計、使えん・・・
何が駄目かと言うと、アラームがキッチリ鳴らないのですよ。

自分は、アラームの時刻を頻繁に変えるんです、起きる時間
がマチマチだから、でも、この時計は、設定した時刻に鳴ら
ない場合がある事に気がつきます。
一瞬、「ピッ」って鳴って、後鳴らないとか、でもこれが
再現性が低く、鳴らないロジックも微妙で判らないし・・

それに、暗いとこで時刻合わせしようと思っても、ランプが
直ぐに消えるとか、アラームの時刻合わせとかしてる時くらい
ランプの点灯時間を延長するとかくらいしろ!

もうとにかく腹が立って・・・

そんで、自分で作ってみたくなった訳ですがー
売っている電波時計モジュールは、

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-00559/

↑こんなのとか・・
でも、不必要な部分も付いてるし、40KHz専用で値段も高い。

モジュールだけ欲しいけど・・
で、色々探すが、売って無い。

CASIO の時計をぶち壊してモジュールだけ抜いてやろうかと
思ったものの、分解すると、一体構造で、モジュールだけ分離
出来ないし・・・

そんな時、同じ事考えてる人はいるもんです。

http://diode.chips.jp/blog/?p=111

安い電波時計を分解して、モジュールを取りだすと・・

自分もこの記事参考に電波時計モジュールゲットしました。
出てくる時刻コードの解析とかはまだなので、これも解析
せんとね・・・