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夜間自動点灯センサーLED灯 2008年 2月 |
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道東の日没は早い。冬至近くでは、16時過ぎに真っ暗になる。 夕方〜夜帰宅したときに、自動点灯で鍵穴周辺を照らすLEDを製作することにした。 ・LEDは人センサーを使用して自動で点灯するようにする。 ・電源は電池を使用する。 ・cdsを使用し、周囲が明るいときはLEDを点灯しないようにして、電池の消耗を防ぐ。 ・制御はPIC10F200(ワンチップマイコン)で行う。 |
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人センサーの選定 MPモーションセンサーを使用。 低消費電力タイプで、電源電圧はDC2.2〜3.0V。 消費電力は平均46μA、最大60μAの仕様。 電池の選定 設置する場所は玄関フードの中だが、夜間は外気温と同じになると思われる。 すなわち最低気温はマイナス15℃くらいだと予想する。 乾電池の使用可能な最低温度をインターネットで検索したところ、SANYOのニッケル水素電池 " eneloop "がマイナス10℃ OKという資料を見つけた。 単3タイプでMin容量は1900mAhあり、自然放電量が少ないようなので、それを使用 してみることにした。 人センサーだけの消費電流で、とりあえず60μAで1年間の使用電流を計算してみると、 0.00006[A]x24[h]x365[日]=0.526[A] LEDが点灯しなければ、電池容量の半分も使用しないので、1年以上保つことを期待する。 |
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回路図 GIF 350x300 16.9KB |
PICは10F200の米粒タイプを 試用。 そのため、実行基板上でプログラムを書き替えできるように端子を設ける。 cdsの感度調整は分圧抵抗式。 実装して試した結果" 3.3kΩ "がちょうど良さそうという結果になった。 LEDの昇圧回路は "テント用LED常夜灯"と同じ。 今回はLEDに15mA流す設定として、 1.5kΩの抵抗を使用。 |
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基板実装状態 米粒PICを使用したためか思っていたより小さくまとまった。 プリント基板パターン図 pdf形式 153 KB…【ダウンロード 】 両面基板用として、はがきサイズに4枚分描いてある。 実装面のみの片面基板でもよいが、がっちり付けたい部品は、裏面からもハンダ付けしておくのが良いので、単純な対称パターンで裏面も作成したもの 。 |
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MPモーションセンサーとLEDは、向きを曲げ調整出来るように、長めの線にしてある。 線同士がくっついてショートしないように、熱収縮チューブを被せた。 |
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" PIC10F200 "大きさ比較写真。 左の白いものは、北海道産"ほしのゆめ"普通の大きさの米だが、PICの方が小さい。50円玉の穴にすっぽり入 る。 PIC10F200-I/OTは、秋月電子通商で10個入り600円だったので、1個あたり60円ということになる。 |
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プログラム端子 基板上でプログラムを書き替えできるように、ピンソケットに0.5mmのメッキ銅線をU字に曲げたものを差し込んで おき、 プログラムを書き込むときはそのU字線を引っこ抜いて、PIC側に書き込み信号線を差し込む。 電源は電池を接続するところに接続する。 (PICは水色部品(パスコン)の下に隠れている。パスコンやピンソケットが大きく感じる。) |
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PIKkit2と接続した状態。透明被覆付き0.5mm銅線にて接続。 JPEG 600x200 23.9KB |
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プログラム書き込みソフト PIC10FXXXの場合、自動認識されないので、手動選択する必要がある。 書き込む前は黄色いメッセージが出るが、書き込み後は黄緑色の成功メッセージに変わる。 GIF 540x400 17.6KB |
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プログラム PICのプログラム… 【GEN_111.src】 (3.48KB) アセンブル後はこちら… 【GEN_111.hex】 (530B) 今回10Fシリーズを初めて使用して、悩んだところが2つある。 1つは"TRIS" "OPTION"のプログラムアドレスが無いこと。 今までのように記述してもアセンブルエラーになる。 なぜか" !(ビックリマーク) "で記述すると成功した。 2つ目はスリープ後の動作。 今まで使用した16FXXXや12FXXXは、スリープ目覚め後に、SLEEPの次の命令から実行されるのが、今回は電源をONにしたときと同じ様に、最初に戻ってリセット されてしまう。 それを判定するためのビットがあったので、初期設定後に分岐させることで解決できた。 フローチャート GIF 600x530 26.9KB その他 ・PIC10F200/202/204/206日本語データーシートがあったので助かった。 ・命令種類は「こんだけー?」と思うくらい少ない。しかしそれで問題無し、わかりやすくて良いかもしれない。 ・10F200のプログラムワード数は256までだけど、今回使用したのは80ワード程度だったので十分。 |
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ケース |
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基板むき出しだとカッコウ悪いのと、埃防止としてケースを製作。 大部分は1mmtアルミ板の曲げ加工。 側板は4mmtのシナ合板。 シナ合板には、模型飛行機用の黒色アイロンフィルムを貼り。 cdsはケースに合わせて、少し高い位置に取付。 上カバーはM3トラスネジで固定。 |
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M3ネジのタップは" 転造タップ "を使用したので、ネジ山強度はまーまー安心 。 基板は電池ケースの裏にエポキシ樹脂系弾性接着剤(セメダインEP001)で接着。 電池ケースは、アルミ製のため、ショート防止に1mmtアクリル板(白色)を挟んだ。 |
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側板は電池ケースにエポキシ樹脂系弾性接着剤(セメダインEP001)で接着。 電池交換時は、写真の用にスライドして引き出せるようにした。 |
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電流チェック スリープ中(MPモーションセンサーは動作)の電池電流をテスター(METEX M-3850D)で測ってみた。 テスターの内部抵抗を通っているので、あまり正確ではないと思うが、約31μAだった。 十分な省電力だと思う。 ちなみに、LEDは消灯で、PICが通常動作中の場合は、約250μAだった。 スリープにならなければ、 0.00025[A]x24[h]x365[日]=2.19[A] となり、1年保たないことになる。 はたして電池は1年持つのか??? 設置その後 2008.04.17 約2ヵ月経過、正常に点灯することを確認済み。 2008.05.17 点灯しなくなったので、とりあえず電池を交換。取り外した電池の電圧を測ってみると0.8Vしかなかった。 原因はまだ究明していない。 2008.12.07 玄関フード内の温度不安定によるものか、よく分からないが、LEDが付きっぱなしになり、電池を消耗してしまう時が あるようだ。 プログラムの点灯判定部を少し変更してみた。… 【 GEN_122.src 】 (3.57KB) アセンブル後のファイルはこちら。… 【 GEN_122.hex 】 (575B) 2010年 3月末 その後、電池交換はしていないが、ちゃんと動作している。(約16ヶ月) 2010年10月末 その後、電池交換はしていないが、ちゃんと動作していることを確認。(約23ヶ月) 2011年11月21日 その後、電池交換はしていないが、ちゃんと動作していることを確認。(約35ヶ月) 2011年12月末 点灯しなくなった。電池電圧を測ると0.9V未満に低下していた。とうとう電池切れになったようだ。 約3年持った。 |
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Cds風化? 動作が変なので点検してみると、 Cdsの表面が変!風化劣化したようだ。 そーいえば、Cdsはジャンク袋に入っていたものを 使用していた。 今回は秋月電子通商の、 GL5528 1MΩ (4個入り100円) を使用した。 説明書には「樹脂密封型で高信頼」と書いてある。 今度は大丈夫かな。 2014年 1月 7日 修理。 |
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バイクでフローターフィッシングとキャンプ > その他 > PIC(ワンチップマイコン)作品 |
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