(電子工作)

12V汎用デジタルボリューム(PWM)製作　2017年12月

キャンプの扇風機用として用意した小型電動ファンを暖房にも使おうと思い､回転数を下げるボリュームを探してみたが気に入ったものが見つからず､自作することにした｡ 凝らずに単純簡単なものであれば､すぐに完成すると思って…｡ [ 基本仕様 ] ・ボリュームは､増減の押しボタン×2個で設定できるようにして､デジタル8段階とする｡ 　12.5%　25%　37.5%　50%　62.5%　75%　87.5%　100%　(OFF無し) ・表示はLEDバー風とする｡ ・電熱服などの比較的大きな電流でも使えるよう､FETは｢2SK3163｣を使用する｡ 　(将来､フィッシングフローターの電動スクリュー制御もやってみたい｡) ・できるだけ小さく作る｡ ・ワンチップマイコンはPIC｢16F630｣が適当である｡

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[ テスト ] 　プログラムを作成し､ブレッド 　ボードで小型電動ファン 　を回してみると… 　思ったような回転数制御になら 　ない｡

100%から1段階下げると､回転数が大きく下がる｡ もう1段階下げると､回転数はさらに大きく下がり､50%では回転しなくなる程である｡ ファンの回転数はPWM制御周波数に比例しないことが分かった｡ テスト結果より､下限は70%で十分である｡ それで､正確ではないが､次のPWM制御にした｡ 　�@70%　�A77.5%　�B83.9%　�C89.3%　�D93.6%　�E96.8%　�F98.9%　�G100% 再テストすると､感覚的に等間隔で制御している感じになった｡ しかし､そうすると電熱服や電球(LED含め)だと､70%までしか使用できず､汎用とは言えない｡ そうだ､2つのモードを切り替えられるようにしよう！ ボタンを押しながら､電源を入れると､単純8段階比例制御モードにする｡ そーこうしているうちに､バイク車庫の夜間照明に使用することを思い付いた｡ 冬至近辺は太陽光発電量よりも消費量が勝り､バッテリーが3週間ほどしか持たないという問題があった｡ バッテリー交換が面倒なので､照度を下げてみたい｡ しかし､日中は夜間照明がOFFするので､汎用ボリュームスイッチもOFFとなり､リセットしてしまうので対策が必要である｡ [ 追加仕様 ] ・選択した｢モード｣を記憶しておく｡ ・選択した｢%｣を記憶しておく｡ ※電源をONした時､前回の設定のまま立ち上げる｡ (EEPROM使用) ・｢減｣ボタンを押しながら電源を入れると｢ファン制御モード｣とする｡ ・｢増｣ボタンを押しながら電源を入れると｢単純比例制御モード｣とする｡ PICのプログラム…　【　PWM2017.src　】　(13.2KB) 再々テストして､思った通りできたので､やっと実用版の製作だ｡

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久しぶりの基板製作だ｡ 　基板は秋月電子通商から､0.8mmtの片面生基板を 　購入した｡ 　うまくできた｡ (失敗無し｡)

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さて､どのようなケース形状にするか？ 　FETは発熱しないのだが､念のため､ 　アルミ板で放熱するようにしておきたい｡ 　気休めだが､1mmtのアルミ板を曲げ加工して 　ケース風にしてみた｡ 　FETは伝熱両面テープで密着させた｡

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フタをどうするか？ 　透明アクリル板を考えていたのだが､ 　加工が面倒だし､できるだけ小さくしたかったので､ 　クリスタルレジンで固めてしまうことにした｡ 　PICのプログラム書き換えはできなくなるが､ 　書き換えを想定していないハンダ付けだし､ 　問題ない｡ (多少は心配だが｡) 　クリスタルレジンを流し込むためには､両端を型で 　塞ぐ必要がある｡ 　ホットボンドで仮固定するのだが､隙間がないよう 　注意する｡ 　なお､クリスタルレジンは約10年前に300g購入した 　ものがまだある｡ 　少しだけ黄ばんだ感じがするがOKだ｡

約24時間経過後､脱型｡ 爪を立てると少し痕がつくくらいだが問題ない｡ 48時間経つとカチカチになった｡

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通電し､100%の出力状態(LEDすべて点灯)を確認｡ 写真奥のものは初号機｡ ほぼ同時期の製作なのだが､タクトスイッチのボタンが長く､ケース厚さも+1mmである｡ 2個目は､キャンプ道具箱に放り込んだ場合､タクトスイッチが､もげないよう､低いものにした｡

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LED全点灯時の消費電流を実測してみると､ 　4.50mAだった｡ 　LEDを明るく点灯させるときれいなのだが､ 　バッテリー使用を前提にしているので､ 　省エネに努めた｡ 　チップ抵抗をハンダ付けする前に､普通の 　線付き抵抗で明るさを見ながら選定した｡ 　赤､黄､緑をすべて同じ抵抗にすると､緑がとても 　明る過ぎる｡ 　緑47kΩ､黄4.7kΩ､赤10kΩとした｡

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(余談) 　最近､近くのものがとても見え辛い｡ 　チップ抵抗は秋月電子通商で購入したのだが､ 　4.7kΩの2.0mmが無く､1.6mmを購入した｡ 　かなりきびしかった｡ 　薄暗くするときれいだ｡ 　(昼間でも判別の問題ないが｡) 　チップLEDは3.2mmで｢エルパラ｣から購入｡

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ワニ口とコネクターを付けて完成｡ 　大きさは､単4電池×2本のケースくらい｡ 　タクトスイッチの凸部と電線を除き､ 　24mm×45mm×10mm の大きさになった｡ 　なお､使用可能な電源は､ 　スーパー3端子レギュレーター 　(秋月電子通商で350円) 　の仕様で決まり､ 　DCの7V〜28Vである｡

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