太陽電池で動作する外灯-3
運用状況
2019.1.29
約9年経過しました。
カバーの塩ビ板が日焼けして透明度が悪くなったので
取り合えづカバーを外して継続運用しています。
点灯時間も早くなったような気がします。
明暗センサーの汚れで判定レベルがズレているかも。
ガラスカバーにすれば、ほったらかしでも8~9年は
大丈夫そうです。
カバーが日焼けしている 照明LEDのカバーも黄ばみが、、
2015.1.19
約5年と1カ月経ちました。この間、掃除等のメンテを何もしませんでしたが
汚れ以外は特に問題なく動作しています。
ひかりがまぶしい、暖かい色の方がいい、等の意見があり
対応を考えています。
2014.1.7
約4年と1カ月経ちました。この間、掃除等のメンテを何もしませんでしたが
汚れ以外は特に問題なく動作しています。
表面の土埃りを拭き取りました。
強いて言えばアクリル板を取替えて透明度を改善すると
多少の能力UPになるかもしれません
2012.12.27 約3年と1カ月経ちました。この間、掃除等のメンテを何もしませんでしたが
正常動作しています。
2012.1.7追加
約2年と2カ月経ちました
正常動作しています
この程度の充放電設計でも電池（エネループ）は異常なく、
太陽電池の環境対策もテキトーですが問題なく動作しています。
このままでも当分は使えそうな感じです。
2011/1/9 一部修正
運用をはじめてから1年と2カ月近くになります。
その間ほとんど手入れをしませんでしたが正常に点灯-消灯を繰り返しています。
晴れた日の次の日が曇りや雨でも点灯しますので2日分程度は充電しているようです。
久しぶりに状況を確認したところ、塩ビの表面よりも太陽電池の表面に土ぼこりがたまっていました。
塩ビの表面は雨や風で掃除されるのでそれほどほこりは溜まらないようです。
しかし透明度が少し悪くなっているような気がします。
太陽電池の表面の土埃を拭き取る前は7.16V、後は7.20Vと若干起電力が増えました。
塩ビを外して直接太陽電池を直射日光にさらした場合は7.29Vでした。
電流の違いはさらに大きいと思います。
下の写真は太陽電池のマウント部の近影です。
金具の一部(削ったところ)に錆びが出ていますが、他はステンレスのネジや
塗装した鉄板を使っているため変化は見えません。
（手前のポールの錆びは元々あったものです）
さて、次の一年でどうなるか、、、
太陽電池で動作する外灯-2
2009/11/6 一部修正
2009/11/3
ワイヤレス制御がいままでPCからでしたが、単独で動作する送信モジュールをつくり
どこからでもON-OFFできるようにしました。
構成は8ビットマイコン、RFモジュール、電池、スイッチなどでシンプルです。
マイコンはフリースケール社のMC9S08QE8という小ピン、低消費電力で安価なものです。
RFモジュールはNECエンジニアリング（株）のTY24FMという製品で、小さくて組込みに便利です
もちろん技適を受けたものです。
送信モジュール（ケースに入れたところ）
**************************** 制御手順 ****************************
通常はマイコンのポートをON-OFFする制御コマンドをRFモジュールから送信するように
プロトコルを構成すべきでしょうが、面倒なので”デバイス検索コマンド”
を使って手抜きしました。
１．送信モジュールのスイッチを押すとマイコンからデバイス検索コマンドをRFモジュールに送ります。
２．RFモジュールはデバイス検索コマンドを送信します。
３．親機(外灯側)のRFモジュールはコマンドを受信すると親機のマイコンに受信報告をします。
４．親機のマイコンは受信報告が来るたびに外灯のON-OFFを制御します。
**************************** 運用 ****************************
必要な時だけ点灯させたり、駐車場のたずらに対する警告、などいろいろな使い方がありそうです。
到達距離は25-30m程度です。
課題もあります、
マイコンもRFモジュールも低消費電力モードがありますが,まったく利用していないので
消費電流が40mAあります。実用には低消費電力モードを利用し、
使うときだけスイッチを入れるような制御が必要でしょう。
この装置の展開として、外灯側に温度や音声などのセンサーをつけて双方向通信を行えば
いろいろと応用が広がると思います。
2009/10/15
太陽電池で動作するLED照明の外灯を作りました。
周囲の明るさでLEDランプを自動制御します、ワイヤレスでON-OFF制御もできます。
部品点数を少なくするため可能な限りシンプルに（手抜き）しました。
とりあえず概要を示します。
******************************** 概要 ****************************
太陽電池：
出力電圧＝~9V＠250mA、外形寸法＝150*150*18mm
2次電池：
Ni-MH電池1.2V(typ)*4個
Charger/Driver：
8ビットマイコンMC9S08QE8によるDCDCコンバータ（PWM）制御方式、
満充電可能電圧：8.2V、充電は5.4Vから開始される。充電電流： 0〜250mA(太陽電池による)
電流フィードバックループによる定電流制御
LED:
0.5W白色LEDを３個、LED電圧：3.６V、LED電流：全点灯＝400mA、Dimmer ＝60mA
点灯パターン：
夕方暗くなると1時間全点灯、過ぎるとDimmerで５時間点灯、以後消灯
ワイヤレス制御：
2.4GHz無線モジュールによるON-OFF制御
テスト：
SW入力により無条件でON-OFF
その他：
動作表示LED、デバッグ機能端子など
********************* DCDCコンバータのシミュレーション ***********************
LED駆動部はマイコンによるDCDCコンバータで構成しています、
概略設計で定数を決めたあと、動作をSpiceシミュレーションで確認しました。
シミュレーション回路図
インダクタL1は太陽電池までの等価インダクタンス(約２ｍ分)、右側3個のダイオードがLED代用です、
R2は電流検出用抵抗、Trのゲート駆動周波数は50KHzとしています。
Duty=60%時の結果を以下に示します。
0.1~2mSで突入電流が見られますがこれは電圧フィードバックの場合に発生するもので、
今回のような電流フィードバックでは発生しません。
このような回路構成で出力電流が600mA程度（上から2つ目のグラフ）得られることがわかります。
あとはR2の電圧（＝LED電流）をマイコンのADコンバータを通して読み込み、
基準値と比較してTrのON-OFFをソフト制御すれば定電流駆動できます。
********************************* 特性 *************************************
外部入力電圧に対する出力電圧、Dutyなどの特性を採りました。
入力電圧が変わるとDutyが変化して出力電圧(電流)が一定に保たれることが解ります。
実機の特性をオシロスコープの画面から読み取った値なので精度はいい加減です！
なを、Dutyが８０％以上は１００％、20%以下は0%にマイコンで制御しています。
**********************************************************************
安全性、耐候性のため塩ビの透明カバーをかけていますが
直射日光下で20~３０％程度出力電流が減少してしまいます。
（透明度、耐久性の点でガラスが望ましいのですが工作ができません）
朝方は露がカバーにいっぱい付いています。寒くなると霜が付くでしょう。
しかし日が出てくれば蒸発してしまいます。
素人の工作でメンテナンスフリーは困難なので、ときどき手入れが必要です。
いまのところ順調に稼動しています。
以上
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