ソーラー常夜灯(兼 電源装置)の作成
はじめに
先日、秋葉原に行ったとき小型のソーラーパネル(太陽電池)を見つけて買ってきました。
大きさは9×15cmほどで、出力0.6W、3/6/9/12Vの切り替えとNiCdバッテリーチャージャーを内蔵しており、意外と便利に使うことができました。パネルを使っていない時でもお天道様は照っているので、何かもったいないような気がして使い道を考えていましたが、我が家では寝るときに蛍光灯に付いている豆球をつけているので、この代わりになる常夜灯を作ってみることにしました。ラジオ等の電源も兼用できるように出力端子もつけましょう。少しは省エネになりますね。
今回使ったソーラーパネル(中国製) 設定:3V/200mA,6V/100mA,9V/50mA,12V/50mA
回路
昼間はソーラーパネルからの電力をNiCdバッテリーに蓄えておき、夜になって暗くなると白色LEDが点灯します。
ソーラーセルは12V設定で使いますが、電流は最大でも50mA程度なので充電の定電流化は行っていません。
そのかわりNiCd*4セルの充電終止電圧(およそ5.6V)を越えないように制御しました。
この回路ですと、ソーラーパネルからの電力供給が数十時間延々と続く場合バッテリーが過充電になりますが、普通(?)は夜になると充電がストップしてLEDが点灯するので大丈夫でしょう。それでもこういう使い方をするとNiCdのメモリ効果が出やすい気がするので本来なら6Vの鉛バッテリーを使うほうが良いと思います。その場合は終止電圧を6.75〜6.9Vに設定すればいいでしょう。定電圧ICのTL431でNiCd4セルの満充電基準電圧を作り、バッテリーが充電されてきてその電圧に近づくと充電電流が制限され、トリクル充電となります。
入力に8〜12Vくらいを与え、SW1をOFFにした状態でVRを調整してテストポイントが5.6V(バッテリーの種類によっては満タン時の電圧が異なる場合があるので実際にフル充電したバッテリーの電圧を調べてから設定するほうが良いでしょう)になるように設定します。
白色の超高輝度LEDは秋月で入手したNSPW500BS(4000mCD)で、定電流ダイオードE153とセットになっていました。
夜になってソーラーパネルの出力が0.6V以下になるとLEDが点灯します。LED消灯時にLED点灯回路は0.5mA程度、ソーラーパネルから電力供給がない場合に充電回路で0.1mA程度の電流がそれぞれリークしますが、ほとんど気にすることはないと思います。使わない時の念のため、SW1とSW2をそれぞれOFFにしておけばNiCdは回路から切り離されます。
LED点灯時の電流は実測で7.2mAでした。600mAhのNiCdでしたら全く日が射さなくても丸3日くらいは点灯しつづけると思います。
では作成
ユニバーサル基板に組みました。 中心がLEDです。
組立パーツ一覧。 ケースは空になったスプレー缶のフタ、LEDには壊れた懐中電灯のリフレクタを取り付けました。
組み上がり。
完成!
LEDの上に大きめのスーパーボールを載せてみました。うむうむ、なかなか綺麗ナリ。
今度はローズクォーツの原石(紅水晶)を・・・これは良いです。幻想的ですね。。水晶パワーでよく眠れるかも!?