テーブルランプの製作

(Last update:2020/7/24)

今回使用した モバイルバッテリー	中身を完全に 取り出してみたところ
残量表示 LED と 残量確認スイッチは 裏側にある・・・	現物合せで前面パネルの 穴あけの位置出しをして・・・
スプレー塗装〜穴あけして､ ケース加工終了	基板カッターを使って モバイルバッテリーの 不要な前面パネルをカット ^^;
LED ドライブ基板 表面	LED ドライブ基板 裏面
コントロール基板 表面	コントロール基板 裏面
完成品外観	ケース内部実装の様子
コントロール基板は ホットボンドで固定	LED ドライブ基板は そのままケース内に押し込む ^^; （絶縁要注意）
穴の位置ズレも何とか 許容範囲内で収まった ^^;	バッテリーの 残量表示は底面に ^^;
グラスをホヤにするコンセプト 明るいうちは見た目イマイチ ^^;	各種グラスで見映えチェック。 （一番右のものだけガラス製）
ホヤ無し	スリガラスのホヤ
プラスチックコップその１	プラスチックコップその２
カットが複雑な ボヘミアングラスを使うと・・・	透明度が上がって だいぶ高級感が ^^
見映え改善のため 100均グッズ投入 ^^	余計な部分をカットして 底面に穴を開ければ カバーが完成 ^^
これを被せると 見た目が改善される と同時に・・・	ステンドグラスがホヤとして使える ^^
オリジナルのコーギー 焼き印を入れて完成 ^^	回路図 （クリックで拡大）

【きっかけ】

　前作のステンドグラス（二号機）を製作して以来、その雰囲気が非常に気にいってキャンプで愛用しているワタクシ。

　しかし大きさと稼働時間の短さ（10時間）に若干の不満があるのもまた事実。

　そこで、大きさソコソコで稼働時間が長く、オサレ感も重視したテーブルランプを新たに製作することに。


【仕様】

　・グラス（コップ）を被せてホヤにする
　・電源はモバイルバッテリーを殻割りして内蔵
　・周囲の明るさを監視して自動 ON/OFF する機能あり（感度調整可能）
　・過放電防止機能（2.7V で自動シャットダウン機能）あり
・充電が必要な電圧（3.0V）になったらマーカー LED 点滅（ 2秒間隔）、動作はそのまま継続
・低電圧（2.7V）になるとマーカー LED 点滅（ 1秒間隔）して自動的にシャットダウンし、復帰電圧（3.2V）に達したら動作再開
・低電圧シャットダウン中はキー操作を受け付けない


【ハードウエア】

　今回は電源としてモバイルバッテリー（ 10,000mA/h ）を使用する。

　ケースサイズの制約上、奥行き 92mm 以内で大容量のものは選択肢があまり無くてコレを選んだのだが､殻割りしてみると一度完全にケースから取り出さないと配線が取り出せないことが判明。

　慎重に殻割りして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。
。

　一方､PIC による制御回路自体はいつものものとほとんど変わりないが、基板上のスペースに余裕があったので明るさ感度調節用 VR を実装しておいた（いつもは 47KΩで固定）。

　LED 部は主に横方向に光が広がるようアルミ角柱（中空）の 4面に 1W の COB LED（電球色）を熱結合して貼り付けたものを使用。

　ドライブ電流は定電流 IC（NJW4616）を使って 1 COB LED あたり 200mA（＝計 800mA） にした。

　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の TPS63000 を用いた DC/DC 昇降圧コンバーターモジュールを投入。出力電圧は 3.3V もしくは 5.0V 固定だが小型で使い易いので採用した。

　なお、DC/DC コンバーターの ON/OFF 制御だが、Enable ピンを PIC で直接ドライブしている。


【ソフトウエア】

　いつも通りでヒネリ無し。

　・明るさ三段階＋蛍点滅
　・周囲の明るさを監視して自動的に ON/OFF するモードあり
　・バッテリーの電圧が下がってきたら強制シャットダウン


【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　（明るさ 3段階＋蛍点滅）


【実装の工夫など】

　ケースはタカチの PF10-4-10 を使用したのだが、そのままでは工業製品感丸出しでオサレ感のカケラも無いのでチョコレートブラウンにスプレー塗装 ^^

　一方、モバイルバッテリーは前面パネルを基板カッターで切り落とし ^^;、コネクタ類がうまくタカチの前面パネルに嵌るよう加工した。

　ただモバイルバッテリーの構造上、残量表示 LED は底面から確認せざるを得なくなった ^^;

　また回路基板もスペースの制約上、コントロール部と LED ドライブ部に分割。バッテリーの左右に配置してなんとかケース内に納めた。

　次に外観だが、やはり明るいところではオサレ感に乏しいため、急遽 100均の木製グッズを加工してカバーを製作 ^^;

　これを被せることで、

　・明るいところでも多少は見映えが良くなる ^^;
　・グラスのずり落ち防止（これ重要）
　・前作でも使用しているステンドグラスが使えるようになる（！）

　というメリットが ^^

　そこでオリジナルのコーギーの焼き印を押して正式採用することにした。


【失敗した点】

　モバイルバッテリーのコネクタ類の穴が微妙にズレて（泣）、現物合せでの採寸の限界を感じマシタ ^^;

　次に、明るさ最大（800mA、PWM 100%）だと放熱に難アリと製作完了に発覚（汗）

　明るさ的には中（PWM 50%）でも十分実用になるので、PWM 100% は厳冬期限定ということで（汗）

　ま、どうしても不便なら定電流 IC の設定を 100mA x 4 = 400mA にすることで解決する予定。

　あと DC/DC コンバーターのシャットダウン時消費電流が 50μA とやや大きいため、Enable ピンを操作するよりローサイド側に FET スイッチを入れてドライブした方が良かったかも、と製作終了してから気が付いた ^^;


【使用感】

　さて、コイツの見映えはホヤたるグラス（コップ）に大きく依存する。

　左の写真に載せたようなものならどれも綺麗に光を演出してくれるが、特にカットが複雑なものが見映えがするので、ボヘミアングラスを載せてみたらかなり綺麗に ^^

　またステンドグラスも照らせるので、気分やシチュエーションに合せてホヤを交換して愉しむことができるのがイイ ^^

　容量的にも明るさ中（PWM 50%）なら 20時間は稼働できるので、4泊程度なら追充電無しで済む。

　以上、非常に便利なテーブルランプに仕上がったので、毎回キャンプの供に持って行っている ^^


【プログラム】