ステンドグラスランプ(二号機)の製作

(Last update:2020/7/24)


モバイルバッテリーを
どううまく利用するか・・・
上蓋を外すだけで容易に
利用可能と確認 ^^
モバイルバッテリーから
電源(バッテリー直結)と
残量表示スイッチ配線を
引き出しておく
今回入手したステンドグラス
AC100V 仕様で 10cm x 10cm x 10cm
ケースはタカチの PF13-3-13
(13cm x 13cm x 3cm)
LED 部。
アルミの角柱に熱伝導性
接着剤で貼り付けて放熱する
基板表 ケース内実装の様子
前面パネルの実装具合
モバイルバッテリーを
露出させ、スイッチ類を配置
完成。
四隅のスペーサーは上の載せた
ステンドグラスがズリ落ちないための
ストッパー。
上面の円形ステンレス版は反射板
完成品外観 電球色モード
白色モード 実戦投入の様子
実体配線図
(クリックで拡大)
回路図
(クリックで拡大)

【きっかけ】

 前作のステンドグラス(初号機)はフィールドで映えていい感じではあったものの、見る人が見ればステンドグラスが大量生産品なのがバレバレ ^^;;;

 また外付けモバイルバッテリーが必要、という点も運用上若干不満が残るところ。

 そこでハンドメイドの一点モノなステンドグラスを入手し、充電可能でテーブルランプとして使えるものを作ろう!となったワケで・・・


【仕様】

 ・ステンドグラスは作家によるハンドメイド品を使用
 ・電源はモバイルバッテリーを殻割りして内蔵
 ・電球色 LED と白色 LED を切り替え可能
 ・明るさによる自動 ON/OFF 機能あり
 ・過放電防止機能(2.7V で自動シャットダウン機能)あり


【ハードウエア】

 今回は電源内蔵ということで、ダイソーの 500円モバイルバッテリー( 2,100mA/h )を使用することにした。

 コレは容量は小さ目ながら分解〜配線の引出しが容易、残量表示も前面パネルに配置されていることから改造素材としての使い勝手は良好。

 早速バッテリー両極から 2本、残量表示スイッチから 2本の線を引き出しておく。

 次に LED だが、白色、電球色ともに 1W のものを 4パラ接続とし、これをアルミ角柱に熱結合接着して配線を引き出しておく。

 ドライブ電流は定電流 IC(NJW4616)を使って 200mA にしたので、明るさ MAX にしても消費電流は約 0.6W で排熱に困ることは無いハズだし、計算上の稼働時間も 10時間となって 2泊までなら追充電不要になる。

 なお LED のドライブにはエネルギー効率を上げるためにストロベリーリナックスTPS63060 を用いた DC/DC 昇降圧コンバーターを投入。出力電圧は明るさと消費電流を現物合せで探って 3.4V とした。

 なお、DC/DC コンバーターの ON/OFF 制御だが、Enable ピンを使用してシャットダウン状態にした場合の消費電流は 2μA と十分小さいので、ローサイド側に FET スイッチを設ける必要も無く直接 PIC からコントロールしている。

 あと、今回は明るさ検出はしない仕様にしたので AN0 ポートは GND に落としてある。必要ならコチラを参考にしてフォトトランジスタと抵抗を追加すれば OK。


【ソフトウエア】

 いつもの PIC12F1822 で PWM 制御するが、今回は表示色変更に対応するため、RA2 と RA5 を使って PWM 出力を切り替えている。

 また明るさ検出機能は実装しているが、ポート不足によりモード判別用の LED を実装できなかったため、RA5 側の PWM 出力側が明るさ検出の影響を受けるようにした(回路図どおりに作ると電球色点灯時に明るさ検出が作動する)。

 また今回はリチュウムイオンバッテリーから直接電源を取っているため、当然ながらモバイルバッテリーの過放電保護機能は使えない。なので PIC 側でいつもの低電圧自動シャットダウン機能を実装してある(2.7V で自動シャットダウン、以降 3.2V まで回復で自動復帰)。


【スイッチ操作仕様】

 ・長押しで動作 ON/OFF
 ・通常押しでモード切替
  (白色明るさ 3段階+蛍点滅 ⇒ 電球色明るさ 3段階+蛍点滅)


【実装の工夫など】

 ケースはタカチの PF13-3-13、パネル面にモバイルバッテリー前面をそのまま露出させた。

 またケース上面四隅にはステンドグラスの内径に合せてスペーサーを配置し、ステンドグラスのズレ防止を図った。

 また LED の上部には反射板としてステンレスの丸板を接着、下〜横方向への照射効率 up を図った(これは結構効果があった)。


【使用感】

 これはイイ !

 何よりサイトが映えるし、明るさも十分実用的。

 夏は涼しげな白色、冬は電球色の温かみのある光を使い分けられるのもイイ ^^

 ガラスは持ち運びが大変ですが、キャンプには毎回必ず持っていく一軍アイテムになりマシタ ^^

 唯一難点があるとすれば電池容量が 2,100mA/h と小さいこと。

 いずれ大容量のものに交換するか、外部電源入力を可能にして対処しよう ^^


【プログラム】

商用利用厳禁
プログラム (HEX ファイル)

2019/10/2 ver 1.0
Stained_Glass_Lamp2_v1.0.zip