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100円ショップのソ-ラーアクセントライトで明るさセンサーを作る

 前の記事のソーラーアクセントライトを改造してエネルギーを自給自足できる光電スイッチを作る試みは失敗しました。ならば、方針を変えて信号をオープンコレクタで出してマイコンなどに伝えるセンサーが作れないか考えてみました。

 いきなり結論ですが。

▼改造前(前の記事のものと同じですが、比較しやすいように再掲載します)
ソーラーアクセントライトの回路図

▼改造後
ソーラーアクセントライトの改造後

 スイッチとコイルを外し、LEDをコンデンサに変えただけです。スイッチをOFFにしておけばコイルを外す必要は無いのですが、間違ってONにしてしまうと高い電圧が発生してマイコン側を壊す恐れがあるのと、電池をムダ喰いしてしまうので外してしまいます。

 こうすると、暗くなってDC-DCコンを起動させようと最初にトランジスタがONになった時にコイルが無いので発振に失敗、結局トランジスタがONのままの状態にはまります。一方で、明るくなると内部で発振停止信号が出るのでしょうか、トランジスタがOFFの状態に戻りますす。ということで、そのままオープンコレクタの出力として使えちゃいます。

 とは言っても元は発振回路なので何とかして発振させようとしているみたいでオシロで見ると、波形が少しピクピクしていました。ならばということでC1を入れて息の根を止めています。(合掌)

 この改造を行うと発振しなくなるので電池の消費電流はわずか35μAくらいまで減少しました。これなら少し明るい場所に置いておけば電源の自給自足が可能になるはずです。

▼改造箇所
ソーラーアクセントライトの改造箇所
 LEDをちょん切って、そこにC1と引き出し線を接続し、スイッチに行く線はカット。これだけです。親切なことに、基板にはシルクでLEDの極性が印刷されているので引き出し線の極性に悩むこともありません。

▼応答特性の確認
応答速度の測定
 太陽電池の上に白色LEDを置いて黒いテープで遮光。LEDをファンクションジェネレーター(HP 3314A)で光らせて応答特性を見ています。オシロの画面は外部で5Vにプルアップした抵抗の電圧波形です。

 三角波で光らせていますが、ON/OFFの検出には適度なヒステリシスがあるようで、変化点でばたつきは発生していません。ちなみにこの写真を撮った時の周波数は1000Hzで、けっこう高速で反応するようです。波形の立ち上がりのなまりは、C1とプルアップ抵抗の時定数によるものです。

▼完成した光センサー
ソーラーアクセントライトを改造した光スイッチ
 センサーがでかいですが、けっこうまとまりがいいと思います。

▼Arduinoにつないで動作確認
光電スイッチの動作確認
 LEDピコピコのスケッチをいじって、動作確認。使ったスケッチはこちら。Arduinoは必要最小限のプログラムを書くだけで動くので便利です。

 センサーの上に手を置いて光を遮るとArduinoのLEDが反応するので正常に動いているようです。

◆まとめ
 明るくなったらONになる回路を作ることはわりと簡単です。明るいということはエネルギーが大きい、つまりこのパワーをうまく使えばスイッチをONにすることが出来ます。典型的な例はフォトトランジスターでしょう。
 一方で、暗くなったらONになる回路。これを外部からのエネルギー(今回は太陽電池で充電した電力)無しで実現するのは原理的にムリな気がしますが、どうなんでしょう。

 あと、これって、今風に言うとエネルギーハーベスティングになっているんですよね。それと、良く考えたら、このトランジスターはスイッチング電源の主回路のON/OFFをやっている物なので丈夫に出来ているはず。つまり、重い負荷でも駆動できるはずです。だったら一旦あきらめた光電スイッチ的な使い方もありかもしれません。このCX2602というICの仕様を調べてみるかな。

ご注意 【6月23日追記】
 Arduinoにつなぎっ放しで数日経つと動作が変になり、暗くなってもONにならなくなってしまいました。どうも電池を使い果たしている感じです。こんなに短期間で電池切れになるはずは無いので、消費電流の測定ミスか、電池容量が小さい、あるいは発振回路が完全に死んでいないあたりが原因のような気がします。
 時間が出来たら調べてみますが、とりあえずこの記事の内容は信用しないで下さい。
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tag : ソーラーアクセントライト 100均 CX2602 光センサー

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まとめtyaiました【100円ショップのソ-ラーアクセントライトで明るさセンサーを作る】

 前の記事のソーラーアクセントライトを改造してエネルギーを自給自足できる光電スイッチを作る試みは失敗しました。ならば、方式を変えて信号をオープンコレクタで出してマイコンなどに伝えるセンサーが作れないか考えてみました。 いきなり結論ですが。▼改造前(前の...

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同じような症状で

Panda43です。
最近またガーデンライトを使い始めました
私もソーラーガーデンライトを使って作品を50個以上つくって
色々失敗しました。
このタイプのコントローラーは過充電保護が入っていないようで
何度か電池を液漏れさせました。
(プラス極が液漏れしてさびる)
結果、8ピンPICを内蔵して過充電時はLEDを点灯させて放電する
方法をとりました。
昇圧もHT7733Aを使用することになりましたが~~~~
(ソーラーパネルと電池しか使用してないではないか???)
光電スイッチではないのですがソーラーパネルを使用して
明るいか暗いかは発電電圧をスレッショルドを設定して
測定すれば判断可能で、カーセキュリティライトや防犯ライト
夜間メッセージボード、ろうそく風燈篭ライト、畑の動物撃退音
発生装置、紫外線を使用した害虫駆除装置、超音波を使用した
害虫阻止装置やLEDを使った光物は何個作ったかは定かではありませんが
花壇や畑に設置して活用しています。


re:同じような症状で

Panda43さん、おはようございます

この本文は自分が書いた記事にもかかわらず、内容を理解するのに時間がかかりました。もっと判り易い文章書かないといけませんね。

あと、電池を使った物はいろいろやっかい、ってことですね。それにしても、いろいろ活用されているようで、そういうスペースとかあるのがうらやましいです。
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