電子工作

たまには使える物をと思い、いくつか作ってみました。
大雑把に紹介しているので注意してください。

※お約束ですが、工作や作業などは自己責任でお願いします。当方で責任は負えません。
3W パワーLED点滅装置
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【点滅回路】

チャージポンプ方式の昇圧回路で電圧を作って、PICで点滅させています。
ホワイトLEDは、VFが3.3Vくらいなのでニッケル水素2本の電圧(1.2v x2 = 2.4v)では、ほとんど光りません。 ソーラーパネルが小さい為、直射日光の下で充電しても、使用できる電力は限られています。 特にPowerLEDは、消費電流も多いので連続で点灯するとあっという間にバッテリーがなくなってしまいます。 そこでマイコンで点滅間隔を長くし、点灯中もパルス駆動させ消費電力を減らしています。
電子回路シミュレータLTspiceの練習もかねてシミュレートしてみました。 簡易昇圧回路
※各値は、参考程度にして下さい。動作しないことや部品が破損する可能性もあるので。

【自動点灯回路】

自動点灯回路は、PICのA/D変換機能を使っています。
ソーラパネルの電圧が一定以下になったのをA/Dで判断させ点灯させています。
PICなどのマイコンは、プログラミングが必要ですが多機能なので使えるようになると楽しいと思います。

【おおまかな使用部品(他にも使用しています)】

放熱基板付3Wウォームホワイト色パワーLED OSM5XME3C1S
ソーラパネル x1 55mm x 55mm 単結晶 電圧を忘れました・・
電解コンデンサー(大きめ) x1
単三 ニッケル水素バッテリー x2
PICマイコン PIC12F1822
2SC2120 x1
2SA950 x1
大きめのショットキー・バリア・ダイオード x2

抵抗 多数
などなど・・

3W パワーLED 動画
バイク用のバッテリー デサルフェーター!?
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バイクにしばらく乗らないでいると、バッテリーが不調になりました。 鉛バッテリー用の充電器で充電してもすぐに放電してしまうので普通なら買 い換えるしかないと思います。
しかし、バイクのバッテリーは国産品だとけっこう高めです・・。輸入バッテリーでも自分のバッテリーはサイズが大きいのか高価。
そこでバッテリーの容量を少しでも復活させる事ができないか思考錯誤してみました。
はじめに現在のバッテリー容量を知るために簡易計測す ることにしました。

※鉛バッテリーは、希硫酸が入ってるものが多いので特に注意してください。
※バッテリー液が工具などにつくと、 よほど入念に拭かないと工具が腐食??します・・。もちろん手や特に目に入らないように注意しましょう。

【簡易的な容量の計測方法 】
  • 鉛バッテリー充電器で充電します。
  • たまたま有った車用のフォグランプ(今回は、12V 55W)、ストップウオッチ、電圧計を用意します。
    フォグランプをバッテリーに接続して 10Vになるまでの時間を計ります。
  • すぐに鉛バッテリー充電器で充電します。

    10Vになるまでの時間が長ければ長いほど容量が大きいと考えました。

【回路】

数パターン作ってみて、結局コイルを使用したものに落ち着きました。
ネットで「デサルフェーター」で検索するとけっこう出てきます・・。
NE555で発振させ、その信号で2SK3136(FET)をスイッチングさせてコイルで昇圧させます。そのときに出るリンギングが効くらしいです・・合ってるかな!?

【部品】

おおまかに・・
コイル(大きいのが良いらしい)、2SK3163、 NE555、 抵抗、コンデンサ(耐圧注意!!)、ショットキバリアダイオードなど

【結果】

最初は、30秒ほどで10Vになっていたのが1ヶ月ほど充電を続けると最高40分くらいまでになりました。
ただ、急激な充放電を繰り返したせいか放電時間が短くなってきたので、ほどほどにしたほうが良いようです・・。
あと何もしないで数週間ほど放置しておくと元に戻ってしまうので、今回は残念ながら回復には至らなかったようです。

GPS情報の一部を用いた時計

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GPS情報の一部を使用して、PCに時刻を表示させてみました。
ハード(電子回路)関係はそれほど複雑ではなく、どちらかというとソフト(プログラム)に時間が掛かっています。
※ 写真をクリックすると動画が再生されます。

【回路】

GPS受信機からの信号RS-232Cを受けて、USBシリアル変換モジュールを使用してPCに繋げています。
GPS情報が受信できていれば、誤差は1秒以内に収まると思います。
GPS受信機から一秒ごとにパルス信号も出ているので、それを利用すればさらに精度をあげれるのですが・・。PCにその信号を取り込む回路を追加する必要が有り回路が複雑になるので今回はここまでにしておきました。

動画の内容は、上の段がGPS受信機より得た情報を基にPCに表示させた時間です。
下の段は、電波時計の時刻を表示しています。

タイム計測器

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以前、ジムカーナをしていたころから作ってみたかったタイム計測器を作ることにしました。
費用の面から言うと赤外線モジュールを使用した方が安く済むのですが、安定性から光電センサーを用いて作ってみました。
いろいろ調べてみるとリレー式を用いた例が多く迷いましたが、せっかくなので半導体式の応答時間が速い物を使用してみました。
半導体式の光電センサーには、なぜかディレイタイマーがついてないものが多くタイマー回路の追加が必要になります。
光電センサーとタイマー回路の電圧が異なるので保護回路なども考えたりしていると、けっこう時間が掛かってしまいました。

今回は、応答時間 1ms以下のセンサーと時間計測に1/1000秒まで表示のあるストップウオッチを使用しています。 ただし、今回使用したストップウオッチで1/1000の精度で計測できる時間は、1分くらいのようです・・・。
貸出しもはじめたので、有料ですがもし良かったら使ってみて下さい。(タイム計測器貸出し

※今回作ってみて半導体式の光電センサーにタイマー回路や保護回路をつけると、とても大変でした・・。よってセンサーや部品、回路など製作に関する質問にはお答えできませんので御了承下さい。


LED点滅器

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作るきっかけは、夜になると鹿が畑や庭に入って作物などを荒らすので困っていると親から相談受けたのが始まりです。
何か良い威嚇の方法が無いかとネットなどで調べていくうちに、音や電気、光などさまざまな威嚇方法が有ることが分かりました。
今回は、その中の一つのLEDを点滅させて威嚇する方法を行ってみました。



【回路】

点滅させる方法は、いろいろ有るように思うのですが点滅パターンを変えたかったのでマイコン(PIC16F1823)を使用してみることにしました。
はじめてPICを使ってみたのですが値段の割りにけっこう多機能でした。
点滅パターンを数種類用意して擬似ランダムに変化させたり、照度センサを追加すれば明るさを感知して昼間は発光させないようなこともできてしまいます(明るいと鹿はあまり出ないので)。
明るさによってONOFFする機能は、照度センサー(NJL7502L)に抵抗をつなげてその電圧をA/D変換してヒステリシスも入れてONしています・・たぶん。
というのが適当に作ったので忘れてしまいました。また機会があったら確認したいと思います。

ちなみにPICは、小さなコンピュータなのでプログラミングをすることによって内蔵されている機能をいろいろと使えるようになります。
そのプログラミングするときに使用するソフトにMPLAB IDEというのがあるのですが、PC上でシミュレーションできるのでとても便利だと思いました。
ただ、シミュレーションを行うとソフトがフリーズするのには困りました・・。バージョンアップしてないからでしょうか・・。

電源はニッケル水素充電池を2本使用しています。
同時に点灯させるのは、LED1〜2個にする予定なので、電源とPICの間に50オームの抵抗を入れてPICの出力ポートからLEDに繋いでいます。
ニッケル水素の最大電圧がだいたい1.45Vくらいだったので、1.45x2=2.9V 2.9V(電源)-2V(LED)=0.9V 0.9V/50=0.018A=18mA おおよそですが最大18mA流れる事になるのでぎりぎり耐えられると思います(ショートしなければ・・)。PICは、安いので壊れてもあまり気にしないことにします。

【部品】

電源は、単三ニッケル水素充電池 2本
PIC16F1823
LED 6個
照度センサー(NJL7502L)
抵抗
防水ケース
あと、書き込み器(今回は、PICkit3)を買ったので少し高くなりました。

【結果】

自分では、効果が薄いように思うのですが農業をしている母親は「わりと効果があるみたい」とのことでした。
四角の透明ケースに入れて外側にテープを貼って防水仕様としました。
     ↓
しばらくして水が入って動作しなくなりました。
やはり簡易防水では、厳しいようです。
     ↓
次は、ジャムが入っていたビンに入れてみました。
それからは、ほとんど水が入ることもなく点滅を続けています。
eneloopでだいたい1ヶ月くらいは、点滅しています。

サーボを動作させました

img PCとH8(3048F)マイコンをシリアルポートで接続。それからRC用のサーボを3つ動作させてみました。
このサーボを動作させる信号は、パルス周期を10msくらい・・でパルス幅は2ms以内・・だった気がします。
これまたちょっと古い話なのでプログラムを作っていたPCがもう有りません・・。
「RCサーボ マイコン」などで検索すればたくさん出てくると思うのでそちらを参考にしてみて下さい。
プログラムをしていて気になったのが、3048FはPWM信号出せるポート数が5本くらい?? なのでそれより多くのサーボをコントロールしようとして、IOポートで制御するとジッターが出てなんとなく安定感がなかった気がします。
想像ですが汎用のポートをONOFFさせてできる波形は、プログラムでONOFFするので周期が微妙にゆらいでいるのではないかな・・と思いました。
きちんとした計測器があれば簡単に確かめることができると思うのですが、このときはオシロスコープすら持っていなかったのでそこまでは追求しませんでした。
現在はRC用のサーボもさまざまな種類が有ると思うので、もし買われる方は注意して購入された方が良いと思います。