2016年3月18日金曜日

ダイソーの「ソーラーガーデンライト」を改造~7色に光るLEDを点灯&相互誘導でLEDを点灯~

今ではすっかりお馴染みの、100円ショップのソーラーガーデンライト。

庭に立てておくと、昼間にソーラーから二次電池に充電し
夜にLEDが点灯します。

光センサーなどで照度を感知して
暗くなるとLEDが点灯するの?って思いきや
ソーラー電池から基板に流れる電流で制御しているようです。

また中を開けると、1.2Vのニッケル水素電池が1個だけ。
これでLEDを点灯させています。
(LEDは順方向電圧の最も低い赤色でも1.7V以上の電圧が必要です。)

制御用のIC1つで、
①ソーラーからの入力電流の強弱でLEDをオンオフさせる。
②暗ければ1.2VでLEDを高速点滅させる。(発振回路)

商品によって、使われている基板が異なっていたり、
付属の二次電池の形が違ったりしますが、
基本的な仕組みは同様のようです。

今回使用したのは
ダイソーのこの「ソーラーガーデンライト」です。

中には単4のニッケル水素電池(1.2V 200mAh)が入っています。
ちなみにダイソーで1個100円の単4のニッケル水素電池(ReVOLTES)は
1.2V 750mAhなので、容量は少ないです。

制御用のICはYX805が使用されています。
YX805のデータシートはこちらです。


改造前の製品は このように接続されています。


<改造その1>
7色に変化するLEDを光らせる。

この基板でLEDを点灯させた場合、
LEDの端子電圧は下のようにオンオフを高速で繰り返しています。
製品についてる白色LEDを7色に変化するイルミネーションに取り換えても
常に最初の1色 (赤色) しか光りません。

ではどうすれば、7色に光るLEDを点灯させることが出来るか?は
データーシートの右下に書いてあります。
その通りにやってみました。

整流用のダイオードは順方向降下電圧の低い
ショットキーバリアダイオードを使用しました。
(整流用ダイオード1N4007でも光りますが、光り方が弱いです。)

私の手持ちのダイオードでは、
ショットキーバリア ≒ ゲルマニウム > 高速スイッチング>1N4007
の順でいい感じでした。見た目だけの感じですが・・・)


コンデンサ10μFはセラミックコンデンサを使用しました。
コンデンサがなくても、7色に変化しますが電圧は変動しています。
(下の波形図を見て下さい。)

基板からLEDを切り離し、ミノムシクリップを繋ぎます。

その他はブレッドボードで組み立てました。 



video

コンデンサありの場合のLEDの端子電圧です。
発光色によって電圧が変化します。

コンデンサなしの場合のLEDの端子電圧です。
発光色によって最大値、最小値、周波数が変化します。

コンデンサあり、なしともに同じように光っているように見えますが
波形は全然違いますね。


<改造その2>
暗くならなくてもスイッチオンで光らせる。

ソーラーガーデンライトの良さは
暗くなると自然に光りはじめる点かも知れませんが、
あえて、明るくてもスイッチオンで点灯できるようにしてみます。


YX805の「1」のピンで入力電流を検知しているので、
「1」からソーラーを外して、充電池に並列に接続します。
充電池からの逆電流防止のため
ショットキーバリアダイオードを直列に入れておきます。


ソーラー(白)、充電池(赤)ともに正極側のコードを切断
ソーラー側(白)にショットキーバリアダイオードのアノードを直列に接続

・基板側(赤)をスイッチへ、基板側(白)は何もしない。
・充電池側(赤)とダイオード(カソード)を繋いでスイッチへ。

LED、コンデンサ、ダイオードは<改造その1>と同じです。

video


<改造その3>
相互誘導でLEDを光らせる。

この基板は高周波発振(周波数 約270kHz )なので、
相互誘導でLEDを点灯出来ないかと思い、やってみました。

一次コイルは0.2mmφのポリウレタン銅線を20回
単1乾電池に巻き、抵抗100Ωを直列に接続しています。
抵抗がない方が明るく光るかも知れませんが、ないとインダクタが少し熱くなります。

二次コイルは0.1mmφのポリウレタン銅線を150~200回
単1乾電池に巻き、赤色と緑色のLEDを逆向きの並列接続にしています。
(緑色LEDは順方向電圧2.9~3.6V 45000mcdを使用しました)



video


一次側コイルの端子電圧です。

二次側コイルの端子電圧です。




(Flashで作成しているため、スマホや携帯で見れない場合があります。)



4 件のコメント:

  1. 面白い記事で参考になります
    電池を1.2V 750mAhに変えたら点灯時間も長くなるのでしょうか。
    なんか充電入力の関係で無理かなとも思うのですが
    電気はズブの素人です

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    1. Cottさん、書き込みありがとうございます。
      1.2V 200mAhを750mAhに変えたらということですね?
      点灯時間はもちろん長くなると思います。
      充電時間も長くなると思いますが・・・(^^;

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  2. 早速ありがとうございます。
    確かにそうですね
    茶店の店頭に切り紙細工でピアノを切り、後ろからこのLEDをつけて浮き上がらせようと思ってます。
    単4に変えて最初の時点でフル充電してやってみます
    また報告しますね

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    1. いいですね・・・期待して待ってます♪

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