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ミニ水草水槽の照明に赤色LEDを追加

 ダイソーの電球型LEDを使って小さな水草水槽を動かしています。調べてみると、植物の生育には赤い光があったほうが良いらしいので、照明に赤色LEDを追加するることにしました。

▼5mmの砲弾型の赤色LEDを追加
ライトヘッドに赤色LED追加
 円周上に10個あるのが最初からある白色LEDで、その少し内側にあった通気用の穴を拡大して赤色LEDを4個取り付けました。LEDを5個取り付けた方が配置のバランスが良いのですが、2個直列ペアで使うので4個だけになりました。

▼配線
裏面の配線
 裏側で配線します。LEDはホットボンドで固定しました。LEDの足は放熱の助けになるので出来るだけ長く残した方がいいです。

▼回路図
回路図
 上の点線内がオリジナルの3060の白色LEDで、18Ωの電流制限抵抗が各LEDに入っています。

 D10~13が今回追加した赤色LEDの回路です。使ったLEDは秋月の「超高輝度5mm広角赤色LED OS5RKA5B61P」で波長は625nmです。

 電流制限抵抗が二つのLEDの間に入っていますが、配線の都合でこうなっただけで特に意味はありません。また51Ωがパラになっているのは手持ちの関係です。赤色LEDの順電圧は低いので2個直列で点灯させています。この赤色LEDは60mAまで流せるのですが、30mAくらいに抑えて使っています。

 アノードコモンの配線になっていますが、これは後でPWMで調光することを考えたためです。アノードコモンにしておけばn-MOSのパワーFETが使えるので少し有利だと思います。

 それと、+5Vの配線はオリジナルのUSBケーブルを使わず追加した方の線を使うようにした方が良いです。オリジナルのケーブルの配線抵抗はかなり高いので電圧ドロップが結構あります。往復で使うとドロップが二倍になるので、その影響を少しでも小さくするために、片道だけで使うようにします。つまり、USBケーブルの二本の線は白と赤色LEDのローサイド側の配線に使います。なお、電源電圧5VでLEDの電流は合計で約380mAでした。

▼点灯している様子
点灯した状態
 この写真は電流を絞って撮影しています。

配光
 赤色光にはこの写真のように少し指向性があります。ただ実際にはガラス瓶の蓋で光が拡散されるので、これほどはっきりした指向性は無くなるはずです。

▼使用状態
アクアライト
 赤色LEDの光が上の方に漏れています。

 赤色を追加したことで、赤い水草の色が鮮やかになりました。白色の照明は電球色なので少し黄ばんでいます、というか少しライムが入っているのですが、もっと色温度が高い方が水草の緑色が綺麗になります。

◆今後の予定
 現在の照明はソーラータイマースイッチを使い、夕方の消灯時刻にオフセットをかけて使っているのですが、最大に延長しても夜の7時過ぎには消灯してしまうのでちょっと寂しい感じです。もっと遅くまで点灯させれば綺麗なインテリアになるのですが、1日の点灯時間が長くなり過ぎて、植物などに悪影響がありそうです。

 ということで困っていたのですが、良い方法を思いつきました。夜はフルパワーで光らせる必要は無いので、例えば10%くらいに減光して点灯させれば、それだけでインテリアのポイントライトになるはずです。減光はArduinoのPWMを使えば簡単に出来るはずです。

 ついでだから、いきなり点灯させるのではなく、徐々に明るくなるようにすると、自然な夜明けと夕暮れを表現出来そうです。それに、こうすればエビをびっくりさせることもないはずです。さらに赤色LEDの明るさを独立して制御すれば、夕焼けを表現したり、真っ赤な照明にするなどの演出も出来るはずです。

 そんなことで、すごく面白そうなのでやってみたいと思います。まずは、滑らかにLEDの明るさを変えるプログラム作りから始めます。

◆水槽近況
 水槽の運転を始めたのが10月2日。ミナミヌマエビを2匹入れていたのですが、残念なことに8日目の朝に1匹が死んいました。残る一匹は元気で脱皮とかやってます。植物の方は特に異常は無く、少し成長してきたので水面付近の葉を少しカットして、水中に光が入り易くしてやりました。
 あと、ごく僅かですがガラス瓶にコケが付着しています。エビ君が一匹では手が回らないのかもしれませんが、照明時間を短かくした方が良いのかも知れません。

スイッチサイエンスのRaspberry Pi Zeroの抽選販売、落選してました

 スイッチサイエンスでやっているRaspberri Pi Zeroの抽選販売に応募していて、その合否発表が今日の昼にあったのですが、今見たら見事に落選していました。

 Raspberry Pi Zero と Raspberry Pi Zero W の両面待ちにしておいたのですが、結果は、

▼Raspberry Pi Zero の抽選ページ
外れ

▼Raspberry Pi Zero Wの抽選ページ
pizero 外れ
 どちらも「落選です。」になってました orz 競争倍率どれくらいだったんでしょうね。

 Amazonに行けば転売品が売られていますが、結構な値段なので、そこまで払って手に入れる気はしないです。おとなしく次の機会を狙いたいと思います。

 ちなみに Raspberry Pi は初代のAタイプを24時間運転で数年間あれこれ使っていたのですが、ついに壊れてしまったので後継機が欲しかったのです。あと、ラズパイのタイプ2やタイプ3なら簡単に手に入りますが、値段が高くて消費電力が大きいので、あまり好きでありません。

ミニ水草水槽の照明にソーラータイマースイッチを接続

 ダイソーの電球型LEDライトを使ったミニ水草水槽はうまくいっている感じなので、LED照明の点灯を自動化しました。どうせやるなら人がやっていないことを、ということで最近作ったソーラータイマースイッチを使うことにしました。

▼ソーラータイマースイッチで水草水槽の照明を自動点灯
水草水槽と太陽同期照明コントローラー

 使うにあたってちょっとした問題がありました。それは、ソーラータイマースイッチは夜間に照明などを点灯するのが主な使い方ですが、水槽のライトは日中にONにする必要があります。つまり論理が逆です。

 この問題の解決にはソーラータイマースイッチのプログラムを書き換えればいいのですが、液晶の表示には、「ON time offset Sunset -10 min.」などという表現があり、日没でスイッチONすることが前提の表示がいろいろあります。またプログラムの中にも同じような表現が出てきます。後で判り易くするためにそうしているのですが、それが仇となって修正するのは結構面倒そうです。

 ということで、とりあえずプログラムの修正は行わず回路で論理を反転させることにしました。

▼接続回路図
反転回路
 本体(ソーラータイマースイッチ)には手を付けず、外部にパワーFETを入れて論理を反転させました。

▼論理反転回路
論理反転アダプタ
 出力コネクタ上に空中配線で作りました。パワーFETも小さなものを使いました。

▼出力コネクタに挿す
LEDの接続コネクタ
 ソーラータイマースイッチのコネクタに接続して配線完了です。

▼照明点灯の自動化完成
水草水槽

 これで日の出/日の入り時刻に同期したタイミングで照明のON/OFFが出来るようになりました。

 ところで、現在の季節では日の入りは17:20になりますが、この時刻に水槽の照明を消すのはちょっと早すぎます。水槽はインテリアなので、せめて夕食の頃までは水槽の照明を点灯させておきたいです。ということで、ソーラータイマースイッチの動作時刻のオフセットを最大の+99分に設定して19:00頃までは照明が消えないようにしました。

 実は、もう二時間くらいは点灯時間を延長したいところですが、現在のプログラムではそんなに大きなオフセット値を設定出来ないので、とりあえずは現状で我慢することにしました。

◆まとめ
 これでミニ水槽の照明を自動点灯させることが出来るようになりました。これ大げさに言うと、太陽同期で動く仕掛けになっています。見掛けは貧相ですが、裏では結構ハイテクなことをやっていて、このアンバランスが面白いと思います。

 しばらくはこの状態で動かしてみたいと思います。水槽の状態が安定していたら、アクアリウム用の照明コントローラーのプログラムを書くのも、面白いかなと思います。
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