ここ2年程掛けて我が家の照明をLED化した。
庭園灯もE26タイプの40WランプをLED電球(8W)に変更したが、もう少し進めて高輝度LEDの照明を自作したくなった。
この照明はどうしても「点け忘れ」「消し忘れ」が多いので、ついでにコントローラを付けることにした。
「フォトダイオードで明るさを検知、マイコンでヒステリシスの制御を行い、LEDを点滅させる。」と、言う実にシンプルな話のハズだった。
何もコンピュータを使わなくても、光センサとオペアンプで十分だが、回路を書いてみたらやはりマイコンの方が簡単だった。CPUには小さなATtiny13を使ったので、基板も随分コンパクトに作ることができた。
因みに当初発光部の容量をどうするか迷っていたので、安易にリレーで点滅の制御をすることにした。
また、点滅の閾値は、アナログボートに半固定抵抗を繋いで、その値で設定している。
制御基板
殆どのパーツはSMDでハンダ面に実装してしまったので、部品面には端子とリレー、半固定抵抗しか見えない。
基板の裏側
スルーホール加工ができないので、もっぱら片面基板で製作している。本当は両面基板で作るとパターンの引き回しなど随分楽になるのだが。どうしても引けないところは、表からジャンパー線を飛ばして我慢している。
部品も全てSMDにできればドリルでの穴あけが要らなくなる。
それが夢なのだが、どうしてもSMD化できない部品があるので、こんな状態だ。
CPUもDIPなら外してプログラミングすれば良いのだが、ソケットを付けると大きくなってしまうので、SOPを使用。
そのためにICSPコネクタを付けたりして、
「どっちが小さいのか…」若干悩む所ではある。
発光部の様子
3WのLEDを4個使用。アルミの放熱板に抵抗と共に実装した。抵抗は6Ω/2Wが良いのだが、8.2Ω/5Wを使用。少し大げさなのだが、入手の関係でこうなってしまった。
1W程度で点灯する積もりだったが、電源が5Vなので1LED当たり約200mA、0.6W程なので余裕だ。
明るさも1Aと0.2Aでは較べると少し違う程度で、0.6Wでも十分に眩しい。
4方向に4つ実装しているので、夜間に庭を照らすには十分な感じだ。
制御部と発光部を合わせたところ。
ケーブルの先に付いているのがVBPW34FAS(フォトダイオード)。
シリコンチューブで遮光フィルタにしている。実はこれだけでは不十分で、実際にはもう少し大きくなっている。
最終的には、この下に電源ユニット(5V/700mA)を取り付けた。
そのためと、LEDをガーデンライトのガラス部分の高さに合わせるため、ゲタを履いている。
改造前のガーデンライト内部。
シンプルにE26のソケットとバルブが付いているだけだ。
本機をガーデンライトに実装したところ。
E26ソケットを外して、取り付けた。
取り付けてみると、LEDの光が内部で乱反射してフォトダイオードが反応してしまい、点灯・消灯を繰り返すようになってしまった。そのため長いシリコンチューブでフードを付けて何とか対処した。
受光部を直接外部に出せれば良かったのだが、既存の物を流用した関係で、中から外の光を見るしかなく、ちょっと苦労した。
実際に使っているところ。
これで、点け忘れや消し忘れの心配は無くなった。
回路図には余計なコネクタとジャンパーピンが付いている。
本当は不要なのだが、ICSPを出しておくと後からプログラムの変更ができるので、無駄のようだが追加してある。
取りあえずは明るさの制御で、設定には半固定抵抗も付けてあるので、これで十分なのだが、折角マイコンを付けたので、将来的に時間制御やLANへの接続も考えたいと思っている。
ICSPを出しておくと、ここにArduinoを繋いでプログラムのダウンロードができるので、変更に対応できるからだ。