ソーラーライトの改造

先日嫁さんが、自宅の玄関階段の所が暗いので、そこに置くソーラーライトが欲しいと言い出しました。
しかも、可愛いのが良いだとか。
それで、近くのホームセンターで売っていた、ソーラーライトを購入したのですが、このタイプの物は鑑賞用として作られているので、
階段を照らすほどの明かりがまったくありません。
でも、せっかく買ったので、どうにか活用できないかな？という事で、少し勉強を始めた電子回路で改造してみる事にしました。
ヾ(ﾟ∀ﾟ)ﾉ ﾊｲﾊｲ!


今回は、少しステップアップして、オペアンプやトランジスタなどを使って回路を組んでみます。

回路の動作としては、ソーラーパネルで発電した電気を電池に充電して、周囲が暗くなるとLEDを発光させます。
また、充電電池は過放電に弱いので、電圧が一定の値よりも下がると回路をOFFにします。
さらに、ソーラーパネルからの充電で電池電圧が一定まで回復すると回路をONにします。

で、素人なりに思考錯誤して考えた回路がこれです。
①ソーラーパネルは９V２５０mAで、発電電流測定用に０．１Ωの抵抗を取り付け。
②充電電池は1.2V2000mAhを4本直列接続
③過放電防止回路（電池電圧が4VでOFF、4.7VでON）
④照度検出回路（ヒステリシス機能、検出照度調整機能）
⑤過放電防止回路と照度検出回路の両方がON（HI）の時に、MOS-FETに電流が流れる。
⑥定電流回路（0.64V÷3.2Ω＝200mA）
回路図が完成したので、実際の配線を考えてみました。



基板図も何とか完成したので、実際に組んでいきたい所ですが、実際に組んでから動かないとか、思った通りの動作がしないといけないので、ブレッドボードに仮組みしてテストをしてみます。

また、動作がおかしい時の原因を調べ易い様に、各機能ごとにテストをしていきます。
まずは、電圧検出回路の機能からです。
この時、初めてオペアンプを使うので、緊張の瞬間です。
今まではネットで色々調べて、回路図を考えての自分の理論上では旨くいっているはず。。。
電圧を低い所から徐々に上げていきます．．．
予定通りの電圧で点灯。
電圧を徐々に下げて行くと、こちらも予定の電圧で消灯。
バッチリです。(∩´∀｀)∩
右側は定電流回路のテストです。
　
各機能の動作が確認できたので、全体でのテストです。


全てのテストが成功したので、ユニバーサル基板に組みました。


完成した基板と充電電池をボックスに設置して配線したところ。


ソーラーパネルをケースに蝶番で固定しました。
パネルの裏についているのは、電流測定用の0.1Ωの抵抗です。


角度が３０度になるように、ステーで調整して固定。


ケースの前側から、出力用のケーブルを出しています。
左側の穴の奥には、CDSが取り付けてあります。


照明用のLEDは、スペースの関係で、LEDの足を短く切って半田付けしています。


元々はこんな感じになっていて、蓋の上部に小さなソーラパネルがついていて、蓋の中に制御回路とニッカド電池が１本はいっていました。

今回は、LEDに外部から電源を供給するので、蓋についてある灯り拡散用のケースを本体側に固定して、その中にLEDを仕込みました。

配線は裏側から穴を開けて通しました。


全ての、配線が終わって、CDSの部分を指で塞いで点灯。
超眩しいです。+（0ﾟ・∀・） + ﾜｸﾃｶ +
これで階段も明るく照らせます。

ということで、ソーラーライトの改造は完成です。

ちなみに、晴天の日に充電すると夜中の１２時を過ぎても点灯していました。
雨の日は、1時間ぐらいで消灯してしまいます。