音声スイッチLED電灯 中華電子工作キットで遊ぼう その２
2011/01/12ラジオキットを探してたときに見つけた格安中華実用キット、いくつかまとめて輸入してみました。
●ラジオの次は、音声スイッチ電灯キットを作ってみました。
ランプ型蛍光灯を取り付けてみた
暗いところで拍手や声でライトが点灯、しばらくすると自動的に消灯します。
玄関、廊下、寝室などで、夜に明かりが欲しい時に便利です。常夜灯より明るく、省エネですね～
中華電子工作キットは、ローテク部品を使った回路で、安く仕上げられていますが、十分な機能だし、ケース付きなので、組み立ててから実用に使えるものが多いようです。
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●それでは、作ってみましょう。
手でしばったビニール袋をほどき、部品を確認します。
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基板のはんだづけは、背の低い部品から以下の順番で行います。
抵抗、ダイオード、セラミックコンデンサ、サイリスタ、トランジスタ、電解コンデンサ、フォトダイオード、マイク
サイリスタPCR606Jは、トランジスタと同じ形なので注意。
ダイオード、サイリスタ、トランジスタ、電解コンデンサ、フォトダイオード、マイクは、極性に注意。
組み立ては、電灯ソケットねじ止め、ケーブル配線、基板をケースに収めて完成です。
フォトダイオードは、ケースの穴に はめ込みます。マイクは、ケースの穴にテープで貼り付けます。
30W 以下の電球や蛍光灯電球ランプを電灯ソケットに取り付けます。
このキットは、組み立ては難しくありませんが、電灯線AC100Vを使うので、感電に注意しましょう。
取り付け間違いにより、部品を破壊する可能性があります、通電前に部品の付け間違いがないか十分確認しましょう。
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●いまどきのLED照明に改造してみました。
100V で点灯するLED電球は高価なので、高輝度白色LEDを20個使ってランプを自作してみました。
使用した白色LEDは、ちょっと変わったリード形状で、20個が直列でつながっています。
リード線が直列でつながっているLED
このLEDをのり巻きにして、電灯ソケットのスペースに差し込む作戦です～
絶縁のために、ボール紙を適当なサイズに切って、リード線がショートしないように、交互にはさみ込みます。
リード線がはみ出ない大きさのボール紙をはさみ込みます
この状態で、ぐるぐると巻いてみます。センターに１つ、2周目6個、３周目13個になるように、リード線の間隔を広げながら調整します。
大体のところで、片面にテープを張ってリード線をボール紙に固定します。
両端にビニール線をはんだづけしてから、LEDをぐるぐる巻きにします。
外周にテープを貼って固定します。
ケースの電灯ソケットに差し込みます。
外側もうまく入るように調整します
これで、LED電灯部分が出来ました。
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●LED電灯の実験
回路図を見ると、ブリッジダイオードで整流してからサイリスタでスイッチングを行っているので、電灯負荷をブリッジの内側に置けば、LEDを点灯できそうです(実験1)。
実験１と実験2
白色LED20本には、60V程度の電圧で15mA流すようにします。100Vの脈流を供給するので、2KΩの電流制限抵抗を使います。
0.5W弱の電力を消費するので、1KΩ 1/4Wを2本直列にしました。連続20秒程度の負荷なので焼ける事は無いと思いますが、1Wの抵抗を使うと安全だと思います。
配線を変えてテストしてみましたが、OFFの時でもLEDが暗く点灯してしまいます。電流を測ると、1mAほどが制御回路に流れており、高輝度LEDは1mA流れれば、それなりに点灯してしまうのです。
それならばと、LED負荷をサイリスタ直接の所に移すと(実験2)、こんどは音が出てるときしか点灯せず、20秒間点灯しません。
ん～ 簡単には改造できないようです。 回路を調べて見ることにしました。
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●LED電灯への回路改造
回路図見ながら、テスターで電圧と計ってみると、ちょっとトリッキーな動作をしてるようです。
サイリスタM1のアノード側(スイッチング端) 90V(OFF 時) → 5V(ON時)
＞これは、こんなもんですね。 サイリスタのON抵抗って結構高いんだな～
C1の電圧（制御部の電源電圧）７V(OFF 時) → 1.6V(ON時)
＞えっ、制御部の電源がこんなに変わるなんて、こんなのアリですか・・・
＞回路見ると、D5でわざわざ電圧を下げてるんだよね。ON状態を保持するための単安定マルチバイブレータ的な動作
ん～電源電圧が下がらないとうまく動作しないわけね
LEDに制御回路の動作電流を流さず、かつ制御回路の電圧を下げる為には・・・・
電灯負荷をサイリスタ直結にして、そこにD5をつないで、ON時の電圧降下を起こす。
制御回路の電源供給は、常に90V脈流側から供給して、LEDには流れないようにしました。
これで、やっと動作するようになりました。 中華ハックへのサーキットベンディング成功！！
基板の改造は以下のようになります。
改造の場所1,2,3,4
(1) D5を基板からはずして、R1:150Kのピンに接続
(2)? M1サイリスタのアノードを基板からはずして、基板の上に浮かしてD5と、電灯LEDのマイナス側に接続
(3) R8の一端を基板からはずして、隣のR4:18Kと接続
(4) D5の取り付け穴から2KΩ1W抵抗を経由して、電灯LEDのプラス側に接続
後は電源ケーブルをはんだづけして、ケースに組み込んで完成です。
改造は自己責任で、 good-luck!!
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●LED照明のグレードアップ
実際に使って見ると、明かりの色が冷たい感じなので、高輝度赤色LED20個を直列に追加してみました。
ソケットからあふれて、生け花みたいになってきた～
今まで、電流制限抵抗で消費していた電気を有効利用できるし、一石二鳥かも～
赤色LED20本の電圧降下は40V程度になので、200Ω程度の電流制限抵抗を直列に付けて、15mA流します。
この抵抗は、45mW弱を消費するので、1/4W型でOKです。
今回も20個が直列でつながっている高輝度赤色LEDを使いました。
赤色LEDは、絶縁のためにボール紙を適当なサイズに切って、リード線がショートしないように、交互にはさみ込みます。
赤色LEDのリード部分は両面とも紙でカバーしてます。
巻いてある白色LEDをほどいて、赤色LEDを挟んでいきます。
LEDの極性は、白と赤で逆になるようにして、巻き始めの端子同士をはんだづけします。
赤白LEDの外周側の端子に+側は赤のビニール線、-側は黒のビニール線をはんだづけします。
白色LEDと重ねて巻いていきます、中央がでっぱるようにしながら、LEDが満遍なく配置されるように巻きます。
LED同士が交互に配置されるように、リード線の間隔を広げながら調整します。
リード線がショートしないように、注意しましょう。
電球ソケット部分にうまく収まるように巻けたら、テープで固定します。
ケースに収めて、配線します。
こんな感じで光ります。1.5Wぐらいの電力消費です。
廊下の天井に向けて設置、ティシュペーパのシェードをかぶせてみました。
白熱電球だと20Wぐらいの明るさ、夜中の明かりとして明るすぎずいいかんじです。。
明かりは、紫がかった色合いになり、以前よりだいぶマシかな。
また今度、他の色のLEDをブレンドして試してみようかな
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