ロウソクLEDランタンをつくってみた

2023/07/23

PIC 自作

t f B! P L

ロウソクのようなゆらぎを作り出す「ロウソクIC」を使って、ロウソクLEDランタンを作ってみました。

製作したロウソクLEDランタン

製作したロウソクLEDランタン
  • LED(ロウソク色)2灯
  • 疑似ロウソクゆらぎ
  • 電源:ニッケル水素電池(単三)1本
  • 過放電防止機能付き
  • 1時間で消える タイマOFF機能付き

回路図

ロウソクLEDランタンの回路図

回路詳細

ロウソクICとロウソク色LED

ロウソクICは「OSCDIC6441」ロウソク色LEDは「OSM2DK5111A」を使うことにしました。両方とも秋月電子で入手可能です。

ロウソクIC「OSCDIC6441」は、電源を与えると、その電圧のロウソク風パルスを「LEDピン」から出力します。

ロウソクIC「OSCDIC6441」

電源電圧を5Vとすると、ロウソク色LED「OSM2DK5111A」の順方向電圧VFは2.9~3.6V(typ:3.1V)なので

ロウソクLED回路

電流制限抵抗の値を100Ωとすると、LEDに流れる電流値は

LEDの電流値

となります。いい具合なので、電流制限抵抗は100Ωとします。

ちなみに、室内で使う&あまり熱が籠らないだろう、ということで、温度特性は考慮していません。発熱によって多少VFが下がっても、余裕がある(OSM2DK5111Aの絶対最大定格は30mA)ので、良しとしています。

ジャムびんLEDランタンからの回路定数変更点

ロウソクICとLEDによる発光部以外の回路は、過去に製作した「ジャムびんLEDランタン」とほぼ同様です。

手持ちの部品で間に合わせるために、いくつか回路定数を変更しています。(特に深い意味はありません)

  • CRDの所のR[15kΩ→20kΩ](CRDの電流値の違いにより変更)
  • PICのMCLRプルアップ抵抗[10kΩ→4.7k]
  • MOSFETのゲート抵抗[300Ω→270Ω]
  • RCフィルタのR[200k→270k]

また、PICマイコンプログラムの放電終止電圧判定値を、現物合わせで調整しています。

ロウソクIC「OSCDIC6441」の起動不良

当初はジャンびんランタンを踏襲して、こんな感じの回路で行く予定でした。

ボツ回路

しかし、この回路だと、SWをON、押しボタンをONとしても、ロウソクICが起動しないことが頻発しました。DC/DCコンバータやPICマイコンは起動して、ロウソクICに5Vが供給されても、ロウソクICのLEDピンから電圧が1.5V程度しか出力されないような状態になります。

何かの保護動作に入っているのか?と思いますが、データシートを見ても、何も書いてないので、よくわかりません。オシロスコープで色々波形をとって比べてみても、イマイチ発生条件が分かりませんでした。

ロウソクICとLEDによる発光部のGNDを、DC/DCコンバータの出力側のGNDから、電池マイナス端子に変更すると、(ごくたまに発生するが)ほぼこの現象は発生せず、普通に起動します。ということで、そのように変更しました。

ロウソクLEDランタン回路図

ちょっと気持ち悪いのですが、頑張って原因を特定しても、得られるものが少ない(と思う)ので、深入りしないことにしました。

また、この回路の場合、1時間タイマOFFのときなど、SWがONとなっている間は電池電圧(1.2Vくらい)がロウソクICにかかりっぱなしになります。しかし、実害はあまりないと思うので、まぁ良し!としました。

部品表

品名 型番 個数 入手先
電池ケース 単3×1 BH-311-1A 1 秋月
スライドスイッチ 1
タクトスイッチ 1
MOSFET 2SK2232 1 秋月
昇圧5V出力DC/DCボード 1 Amazon
USBコネクタ基板 1 Amazon
抵抗 4.7kΩ 2
抵抗 270Ω 1
抵抗 270kΩ 1
抵抗 20kΩ 1
抵抗 100Ω 2
積層セラミックコンデンサ 1uF 2 秋月
積層セラミックコンデンサ 0.1uF 1 秋月
定電流ダイオード E-101 1 秋月
PICマイコン 12F683 1 秋月
ロウロクIC OSCDIC6441 2 秋月
LED OSM2DK5111A 2
LED光拡散キャップ 5mm 白 A-48068L-KC-D2 2 秋月
スペーサ M3 20mm 4
ナット M3 4
ケース SW-75 1 秋月
ジャムびん 1
半紙 1
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