google-site-verification: google3bd66dd162ef54c7.html
FC2ブログ

Arduinoを使ったアクアリウム照明コントローラー(ハード解説編)

 水草水槽の照明コントローラーですが、ほぼ完成したので内容を紹介します。今回はハード解説編です。

 なおArduinoで制御しているので、細かいところはソフトで作っていますが、そのあたりの話は次回の(ソフト解説編)で行うことにします。

▼構成部品
アクアライト一式
 左上から時計回りに、電源のACアダプタ(5V-2A)、照明ヘッド(ダイソーの電球型LEDライト改造)、制御基板です。電源アダプタの線はコネクタを使わず基板に直結しています。

 実は最初は手に入り易いUSB用のAC電源アダプタを使っていました。しかし、充分な照度を確保するためには1Aくらいの電流が必要で、このくらいの電流になると使えるアダプタやUSBケーブルが限られてきます。そんなことで、普通のACアダプタを使うことにしました。

 なおこのACアダプタはハードオフのジャンクから325円で買ったもので、スイッチング方式です。ACアダプタには単にトランスの出力を整流しただけの物があります。というか現在のジャンクで出力の小さな物はこの方式が主流だと思います。でもそういう物は電圧が安定化されていないので使えません。手に持った時に大きさの割に軽い物はスイッチング方式ですが、念のために電圧を測定して出力が安定化されていることを確認すると安心です。

▼基板
液晶取り付けた状態
 7月に作ったソーラータイマースイッチを改造しました。

▼液晶を外した状態
照明コントローラー基板
 この写真はケーブルが横に出ていますが、使い勝手が悪いので後ろに出るように変更しました。

▼回路図 (クリックで別窓に拡大)
アクアリウム照明コントローラー
 ソーラータイマースイッチの回路にLEDのドライブ回路を追加。その他少し変更があります。

 LEDはPWMで調光しますが、結構大きな電流のスイッチングを行うためか、マイコンが誤動作することがありました。その対策として、R1とC1を使ったフィルターを通してロジック系の電源を供給するようにしました。これ、ちょっとやりすぎかも知れませんが、電源を入れっ放しで使う物なので、出来るだけ誤動作が起きないような回路にしました。いつの間にかフリーズしていたのでは悲しいです。
 なお、電源に大容量のコンデンサ(C1)が入っているので、電源を切ってすぐに入れ直すとリセットがうまくかからず、液晶が変な画面になることがあります。そういう時は少し時間を置いて電源を入れ直せば大丈夫なはずです。電源スイッチ回路を追加すればいいのですが、面倒なので省略します。

 あと配線の注意として、LED電流のリターンパス(LED ret.)は電源入力のGNDの位置に接続し、ロジック回路に干渉しないように配線した方が安全です。

▼動作テスト中
100%出力で点灯テスト中
 LED基板の中央がめちゃくちゃ熱くなるので、熱電対を使って温度測定しているところです。100%出力にすると90℃くらいの温度になるのでちょっと危ない感じです(この写真では89℃)。なお、100%出力でLEDの電流は0.9Aくらいです。

 ちなみに、熱対策として、LED基板の通気口拡大や、銅箔テープをはんだ付けして放熱促進などをやっているのですが、この基板の構造では対策はもう限界です。

▼60%出力でテスト
70%出力
 出力を60%まで絞ると温度は70℃まで下がったので、とりあえずこれくらいで使うことにします。なお、調整はソフトで行うのでハードの修正はありません。

 なお新しいソフトにはマニュアルモードがあり、LEDの出力を調整出来るので、この測定はそのモードを使っています。

▼真っ赤な夕焼け
赤色照明
 消灯前に、白からゆっくりと赤味が増して夕焼けのような真っ赤に変わり、そのまま徐々に暗くなる演出を入れる予定です。この写真はそのプログラムの途中です。赤白2色のLEDの明るさを独立して調整出来る仕掛けにしているので、これくらいは遊んでみたいところです。

◆まとめ
 LEDをフルパワーで点灯させるにはかなりの電流が必要で、電源系の強化が必要でした。ちなみにこのLED電球を買ったままの状態で点灯させると、電流は360mAくらいしか流れませんでした。USBケーブルの抵抗が大きいためだと思います。

 ちなみにLED電球のパーケージの箱には消費電力 5V×1.2Aと書いてありますが、実際にはそんなに大きな電流は流れません。それに全光束約150ルーメンと書いてありますが、とてもそんな量の光は出てないと思います。

 あと、根本的な問題として、このランプのLEDの色は電球色なので水草の見栄えが良くありません。まあ100円なので文句を言ったらバチがあたりますが、一息ついたら安くて色温度が高い物を探してみたいと思います。

 あれこれ書きましたが、こうやってモノ作りのネタがあるのは幸せなことです。そんなことで、次回の記事はソフト解説編です。
関連記事

コメントの投稿

管理者にだけ表示を許可する

ワッツの白色USB電球はいかが?

白色LED使用のワッツ(シルク・ミーツ系)『USB LED電球』はいかがでしょうか?
http://jibundeyarou.com/usb-leddenq/

私は「れもん」で見つけて購入しました。
二個購入したのですが、接着剤が多いのかなかなか分解できず、壊さずに分解したいので放置状態です。

Amazonで購入した175円の製品は簡単に分解できました。
https://www.amazon.co.jp/gp/product/B01MUWRU12/ref=oh_aui_detailpage_o01_s00?ie=UTF8&psc=1

mytoshiさん、おはようございます

いつも情報ありがとうございます。

ワッツのLED電球は白色LEDで良さそうとは思うのですが、5LEDだと熱的にどうかな、と思ってました。ともかく安いので買ってみようと思います。

水槽の照明は点灯時間が長いので、最終的にはちゃんとしたLEDをヒートシンクに付けて使うのが正解のような気がしてます。100円電球のLEDがそこそこ長持ちするならそれでもいいのですが。
カレンダー
10 | 2018/11 | 12
- - - - 1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 -
プロフィール

ラジオペンチ

Author:ラジオペンチ
電子工作を中心としたブログです。たまに近所(東京都稲城市)の話題など。60過ぎて視力や器用さの衰えを感じつつ日々挑戦!
コメントを入れる時にメールアドレスの記入は不要です。なお、非公開コメントは受け付けていません。

記事が気に入ったらクリックを!
最新記事
カテゴリ
最新コメント
リンク
FC2カウンター
検索フォーム
月別アーカイブ
RSSリンクの表示
QRコード
QRコード