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再び鳩時計の夜鳴きを止めた話 [電子工作]

2017年5月6日の日記
 
鳩時計1.jpg
 
2年前に家で使っている鳩時計が照度スイッチがないため,暗くなっても鳩が鳴くので照度スイッチを作って夜は自動的に止めるようにした,と言う記事を書きました。
 
ところが,せっかく作ったのに,電池の寿命が短く,せいぜいひと月くらいでスイッチが応答しなくなってしまいました。
 
原因はやはりCdSを使ったアナログ回路じゃ消費電流が大きく,電池の持ちが悪いのです。
 
と言う次第で,今回,PICを使った回路にしたいと思います。
 
PICは非常に消費電流が少なく,単4電池2本を使ったりすると半年以上,電池が持ちますので,こういう風にしたいと思います。
 
と言う次第で,前回同様,フォトMOSリレーを使って,鳩時計のモータ回路をon/offするような回路にしました。もともと,手動でon/offするスイッチがついているので,その接点を自動的にon/offするようにしたのです。
 
使ったPICはA/Dコンバータのついている12F1822です。
 
回路は次のようにしました。
 
光スイッチ回路3.jpg最初の回路です。これはボツ。
 
普通なら,フォトTrの電源は電池から直接取りますが,そうすると常時,フォトTrに電流が流れて電池がもったいないので,測定するときだけ,#2ピンに瞬間的(20ms)に電圧を出力することにします。その間にフォトTrNJL7502Lが動作するので,エミッタにつないだ抵抗に生じる電圧を測定します。こういう芸当はPICじゃなきゃできませんね。
 
測定した電圧がしきい値を超えていれば出力#5ピンのポートをonにして,フォトMOSリレーを動作させます。
 
また,照度センサは前回同様,応答速度は速くなくてもよいのでCdSでもよいのですが.....。
 
ただ,iruchanはちょっとフォトTrがCdSよりは応答速度が速いけど,フォトDiより遅いのであまり好きではありません。また,フォトTrは赤外線に反応するものばかりで,人間の目の特性に合っていない,と言うのもあまり好きじゃない理由です。ところが,この新日本無線のNJL7502Lはほぼ,人間の目にあった特性になっていて,しかも感度が高く,コレクタ電流も大きいのでとても使いやすいのです。
NJL7502L特性.jpgNJL7502Lの特性です。
NJL7502L感度特性.jpg 感度も高いです。
                    いずれも新日本無線のNJL7502L規格表から。
 
大体,100lxで回路が動作するように回路&ソフトを設計しました。
 
と言うことでプリント基板を作ってテストしてみました。
 
ところが......。
 
明るくなって,テスト用にPICにつないだLEDが消えても鳩時計のモータが動作しません[雨]
 
う~~ん,なんでかな,と改めて使っている東芝のフォトMOSリレーTLP222Aの規格表を見て気づきました。
 
トリガLED電流が3mA(最大)と書かれています。これは,つまり,入力側のLEDに最大で3mA流すと出力のMOS-FETがonしますよ,ということです。
 
と言う次第で,最大で3mAも流せば十分ですよ,と読めるのですが,じゃ,最低は何mAだよ? っと思っても書いていません。
 
最初,1mA程度流すようにしていたのですが,やはりこれじゃ全然,MOS-FETはonしないようです。
しかたなく,フォトMOSリレーの入力に入れていた抵抗を1kΩから470Ωにしたら鳩時計のモータが動作するようになりました。
 
電流を測ってみるとほぼ3mAで,結局,TLP222Aは3mAくらいは流さないとリレーとして動作しない,と言うことがわかりました。
 
残念ながらこれじゃ,電流大きすぎ。
 
単4電池は大体,900mAHくらいの容量なので,おおざっぱな計算ですけど,3mAも流すと300時間くらいですから,ほぼひと月で電池がなくなっちゃいます。まあ,夜は動作しないので,夜間はほぼ消費電流は0といっていいくらい小さいですが,昼間はほぼこの電流を消費します。
 
と言う次第で,結局,フォトMOSリレーをあきらめ,単純にMOS-FETでon/offするようにしました。
 
MOS-FETだったら電圧動作ですから,ゲートをonするのに電流はいりません。フォトMOSリレーは入力がLEDなので,どうしても電流を消費してしまいます。これなら最初からMOS-FETでドライブすりゃよかった。
 
使ったのはルネサスの2SK975。ID=1.5AでTO-92パッケージですから小さいです。
 
光スイッチ回路4.jpgこの回路でOKです[晴れ]
 
ついでに,モニタ用の赤色LEDをつけました。これも消費電流が大きいとバカにならないので,高輝度のものにして,電流は0.1mAくらいにしました。また,常時点灯だともったいないので,10秒ごとに瞬間的(20ms)に点灯するようにしています。
 
PIC基板1.jpg PICを使った基板です。
 
鳩時計内部.jpg こんな風に設置しました。
 
PIC基板.jpg 振り子の隣にLEDとフォトTrが顔を出します。
 
これでも瞬間的にパッと赤く光るので,今,照度スイッチがonしているな,とわかって便利です。
 
ようやくこれで実用化です。夜は鳩ぽっぽもお休みです.....。
 
 
おまけ
 
駅弁が大好きなiruchanのけふの昼ご飯は横浜・崎陽軒のシウマイ弁当。いつも東京へ出張したときは帰りに買って帰ります。東京駅ではいつもこれか,JREのチキン弁当と決めています......(^^:)。
 
崎陽軒復刻シウマイ弁当.jpg 微妙におかずも違います。
 
ただ,今回は復刻驛辨。見たこともない,緑色の掛け紙にびっくり! こういう古いの,iruchan大好きなんですよね~。そういえば,しらさぎに乗って名古屋へ行った時も,いつも松浦商店の復刻駅弁を買っています。これもとても美味です。
 
今回のシウマイ辨當はなぜかエビフリャアが入っているし,魚がブリの照り焼きなのもいつもと違います。フキの煮物か? と思ったらそれはセロリだったりして,とてもまたこれも美味なお弁当でした。