自作 ヘッドライト製作　その①

テールランプも自作しましたが、ヘッドライトもやっていきたいと思います。

といってもヘッドライトはこれと言ってやりたいこともなかったので無難な感じに進めていきます。


■■■やりたいこと■■■

①ポジションのデイライト化
　⇒純正ヘッドライトは配線されてないだけでデイライト機能があるので有効化していきます

②イカリング追加
　⇒ヘッドライト加工といえばこれ！🤣（他にやることが思いつかなかったとはいえ自分でもやる時が来るとは思ってませんでした笑

③ポジションにシーケンシャルウインカー追加
　⇒これまた86のヘッドライトといえばよくあるポジションをウインカー化
　簡単すぎてつまらない気もするので今回はシーケンシャルウインカーの回路設計と基板メーカにプリント板発注・製作してやってみたいと思います。

いきなりですが、一番重たそうな③をどうするか考えていきます。

86のポジション部分は白色LED6個分で光らせてるようです。よってここにウインカー用のアンバー色のLED6個入れればよさそうです。

さて、LEDを光らせる回路ですがこれが少し面倒です。LEDは基本的にダイオードの特性なので適正なVf(アンバーだと2.3V等)を印加すればいいんですがバッテリー電圧は12V(通常発電してるので14V位)なのでそのまま印加してしまうと大電流で壊れてしまいますね。それで抵抗を入れましょうが常套手段なのですが、今回は流す電流が大きいのでこれをやってしまうと今度は抵抗での電力消費が大きすぎて抵抗が持たないです。しかも今回はシーケンシャルで光らせるのでLEDを直列接続して抵抗にかかる電力を下げる方法も使えないです。

ということでこんな時に使うのが定電流LEDドライバです。これがちょっとお高いので節約するためにこんな回路にしてみました。ローサイドに定電流ドライバ1個でハイサイド側はMOSで順番にONしてシーケンシャル動作できます（電気やってる人には蛇足の説明が多いですがご容赦を🙇‍♀️）。

LED全点灯時がVf2.3V×6個=13.8Vなのでバッテリー電圧14Vとしてもギリです😅一応足りてるし壊れるわけではないので大丈夫だろうと信じてこれでいきます！
後、途中で気づいたんですがこのLEDドライバ、スイッチングではなくリニアレギュレータだったので電力もろに消費して発熱がヤバイです。。。LED1個点灯時最も消費電力が高くこのまま光らせ続けると過熱でアウト。順番に点灯していくとLEDドライバの消費電力は下がっていくので平均的にみるとこれまたギリですがOK。これも多分大丈夫と信じて進めます笑（ちなみにダメだったら過熱検出でOFFします。
適当すぎて怒られそうな設計ですがトライアンドエラーでやってきます🤣

次に、シーケンシャルで動作させるための回路です。
よさげなロジックICないかなと検討して、シフトレジスタがよさそうかなと考え74HC164を選定してみました。

信号入力はHi固定しておいて、クロックにパルスを入れるとパラレルの出力が1個ずつONしていきます。
クロック入力部分は定番のタイマIC555使ってみることにしました。

タイマIC555はもちろん発振回路構成で、発振周波数の設計していきます。

何が書いてあるかわかりませんがこんな感じで大丈夫そうです（自分でやっといて後で理解できない適当な設計資料😂）。
ウインカーリレーが1分間に90回点滅に設定してあるので、シーケンシャルウインカーは少し早めの周期にしておいて確実にすべてのLEDを光切らせてから消えるようにと設定されてます（したそうです笑）。

いつもだったら、ここまでで設計完了で後はユニバーサル基板にはんだ付けで製作すればいいです。
が、今回はプリント板発注するために、回路図エディタ変えて清書してきます。

製作とエディタは、安くてやり方の情報も多そうなJLCPCBとKiCadですることにしました。

基板サイズが小さいので今回は2枚取りにできましたが、2枚取り×5枚=10基板分でなんと2$、一枚当たり30円とかです😮セール価格もありましたが、すごいですね。
ただ送料が少し高いので実際は、130円とかです。輸送期間と輸送品質によって値段も違いますが、私はDHLの空輸で10$、基板発注からわずか5日で届きました。本当に便利です！！

AW設計はこんな感じでしました。
回路図書いてしまえば、ライブラリが豊富なのでフットプリントが紐づいており楽々です。

3Dで完成イメージも確認できます。
すごい。。

JLCPCBにガーバーデータ登録して発注です。

カッコよさ重視で黒にしてみました。
深夜に依頼しましたが、2時間ぐらいで確認して連絡来てました😲
中国の方が、英語で連絡してくれます。

基板サイズが小さすぎて作れないよーって来てたので修正して連絡したらその後は特に何もなくスムーズに進んでいきました。

部品の実装サービスとかもあるんですが、知り合いの人がやったら税関で引っかかって時間もお金も掛かったって話をきいていたので、無難に基板のみにしました。

完成して届きました。
めちゃくちゃきれいです。これで30円とは思えないです。

実装して、テストです。
そういえばLEDは少し高かったですが、明るめがいいと思って3WのパワーLED使ってます。

まぁ1発では光らず

・AWのシルク入れ子
・シャント抵抗の乗数設定ミス
・電源の立ち上がりとICのリセットタイミング不整合

がありましたが、致命的じゃなかったので改造で直しました。

無事光りました。

意図通り順番に光ってます。


回路設計の話ばかりになってしまいました🙇‍♀️
長くなってきたのでいったんここで切ります。
その②に続く。。。