■ カラーLEDライト調光器(赤外線リモコン)の製作 ■


 RGB(フルカラー)パワーLED(今回は1Wタイプ)を、赤外線リモコンで調光します。
 壁に取り付ける間接照明やスタンド照明を、離れた位置から操作できます。
 パワーLEDの数を増やす事もできるので、シーリングライトにも工作が可能です。
 FSLP感圧センサーを使用し、流行のタッチ感覚でボリュームとは違った操作感が楽しめます。
 
 ・リモコンで、ライトのON/OFFを操作。
 ・同、輝度(明るさ)の調節可能。
 ・同、色相(色の選択)を、赤/緑/青の各150階調で選択可能。
 ・同、自動で色を変える、色相変更モードを搭載。
 ・同、任意の輝度と色相で、5つのプリセットを記憶可能。


リモコン送信機 回路の解説
 
1.電源

 
 ・乾電池(単4)を2本使用します。 (3V)
 ・消費電流は、赤外線の送信時 約50mA、動作待機時 約1mA、スリープ時 約0.15μAです。
 
 ・ボタンまたはFSLPセンサーを操作すると、赤外線のコマンドを送信した後に待機状態になります。
 ・その後、20秒間(プログラムで変更可)操作をしないと、スリープ状態に入り消費電力を抑えます。
 ・スリープ状態からは、ボタンまたはFSLPセンサーの操作でAVRが起動します。

2.AVRとクロック
 
 ・AVRマイコンは、FSLPセンサーの制御にA/Dコンバータが必要なため、20ピンのAVR
  「ATtiny861A-PU」を使用。
 ・動作クロックは、内臓発振器1MHzで動作します。
 ・ISP端子を基板上に搭載しているので、装置の完成後にプログラムの書き込みおよび変更が
  可能です。

3.スイッチとジャンパー・ピン
 
 ・押しボタンスイッチ(任意のタイプ)を3つ使用し、電源のONとOFF、輝度と色相の調節切り替え、
  プリセットの記憶と呼び出しを行います。
 
 ・リモコンの通信コードにフィリップスのRC5フォーマットを使用しているので、同メーカーの機器との
  混信を避けるため、ジャンパー・ピンにより通信コードのアドレス(8種類)を変更できます。
 ・混信が無い場合は、プラグを刺さなくてもOKです。
 ・混信が見られる場合は、A0、A1、A2のジャンパー・ピンに、8通りのパターンでショート・プラグを
  差し込んで、送信コードのアドレスを変更します。
  (プラグを差し込んだ場合は、受信機のA0、A1、A2のジャンパー・ピンにも、同じ配置で
   ショート・プラグを差し込んで下さい)
 ・また、アドレスを変える事により、複数のライトを個々にコントロールする事もできます。
 
 ・予備のジャンパー・ピンは、現在未使用です。

4.FSLP感圧センサー
 
 ・秋月電子で販売されている、スライド式フェーダータイプの感圧センサー(FSLP)を使用しました。

FSLP感圧センサーの日本語マニュアルが見つからないので、私的に翻訳してあります。
FSLP感圧センサー 日本語マニュアル
 
個人で使用するために翻訳した物を掲載しておりますので、翻訳間違いや誤字による、
いかなる損害にも責任を負いません。

 ・センサーの制御プログラムはマニュアルに記載の通りで、4つのポートと2つのA/Dコンバータを
  使用し、センサーの上をスライドした位置とセンサーを押した圧力を読み取ります。
 
 ・読み取ったセンサーの位置情報は、リモコンのコードに付加されて赤外線で送信され、輝度値や
  色相の値として使用されます。

5.赤外線LEDドライブ回路
 
 ・リモコンの赤外線信号は、38KHzのキャリア信号(パルス点灯)に、RC5フォーマットに準ずる
  コードの変調を行い、赤外線LEDを点灯させます。
 ・38KHzのキャリア信号は、AVRの内蔵Timer1により発生させ、Timer1の出力をON/OFFする
  ことで、RC5フォーマットのコードを作ります。
 
 ・リモコンの到達距離を伸ばすため、FETによる電流増幅を行い赤外線LEDを点灯させます。
 ・回路図では、赤外線LEDの電流制限抵抗を、10Ω〜4.7Ωに選定しています。
 ・10Ωでは、到達距離が3〜5mですが、電池の消耗は減らせます。
 ・4.7Ωでは、到達距離が5〜10mで、電池の消耗は多くなります。



回 路 図  GIF LedLightContCir.gif  PDF LedLightContCir.pdf
  部 品 表  


送信機 部品配置図  GIF版 LedLightContTxPcb.gif (127KB)
送信機 ケース加工図  GIF版 LedLightContTxCase.gif (70KB)
送信機 ケース側面視図  GIF版 LedLightContTxSide.gif (59KB)
送信機 アートワーク  GIF版 LedLightContTxAW.gif (25KB)
 
   注意! この図面を使用した、いかなる損害にも責任を負いません。

送 信 機
プログラム
 テキスト形式 ソースファイル  LedLightCont_Tx101.TXT (21KB)
 BASCOM-AVR用 ソースファイル  LedLightCont_Tx101.bas (21KB)
 
 この製作では、ヒューズ ビットを工場出荷状態のまま使用しますので、変更の必要はありません。

注意! 著作権は放棄しておりませんので、販売や配布目的での使用は絶対にしないで下さい。

       (記事の無断転載を除き、個人での使用は可能です。 改変、自作品の掲載、リンクもご自由に。)



 
赤外線LED

ケース内の配線

 

プリント基板

 
基板 部品面

 
基板 ハンダ面

 
DIP変換基板

 
ケース加工

フレキシブル
・ケーブルを
コの字に
曲げる

 
FSLPを貼り付け

 
DIP変換基板を
貼り付け


送信機の製作について
 
部品表は、部品の背が低い順に記載してありますので、この順番に取り付けて行きます。
・ジャンパー線3本は、すずメッキ線や、被覆電線を使用して下さい。
・1/4W抵抗器は、4目 (2.54X4 = 10.16mm) ピッチで両端を折り曲げて取り付けます。
・1/6W抵抗器は、3目 (2.54X3 = 7.62mm) ピッチで両端を折り曲げて取り付けます。
・セラミック(積層)コンデンサは、5.08mmピッチの物が取り付け可能です。
・FETは、部品配置図の様に、リードを90度折り曲げて取り付けます。
・AVRのICソケットは、必要に応じて取り付けます。(AVRを直接ハンダ付けすることも可能です)
・ISPとジャンパーのピンヘッダは、L型の物を使用して下さい。
・ショートプラグは回路解説の通り、必要に応じて差し込んで下さい。
・スイッチは、押しボタン式の汎用タクトスイッチを基板上に取り付けできますが、ケースの高さに
 合わせて、かさ上げの工夫が必要です。
 (OMRONのB3F1050シリーズでは、プリント基板から約1.5mmのかさ上げが必要なので、
  t1.6mmのユニバーサル基板を両面テープで貼り付けてあります)
 (かさ上げは、スイッチのハンダ付けの際に、部品を浮かせるだけでも可能です)
・赤外線LEDは、ケースに合わせてリードの長さを調整し、90度折り曲げて取り付けます。
 (LEDは、足の太さにかかわらず、足の長い方が[A]です)
・ケースは、電池ボックスの付いたTAKACHIのM-100を使いましたが、お好みのケースを
 選択して下さい。
・電池ボックスの「+−」端子と、制御基板の[BAT+−」端子を、ワイヤー2本で接続します。
 
・感圧センサーFSLPは、ケース加工図のように、フレキシブル・ケーブルをコの字型に曲げて
 差し込み、センサー裏面の両面テープでケースに貼り付けます。
・内部(上カバーの裏面)にコネクターDIP変換基板を両面テープで貼り付けて、フレキシブル・
 ケーブルを接続します。
・DIP変換基板の1〜3番と、制御基板のFSLPセンサー端子1〜3番を、ワイヤー3本で配線します。







リモコン受信機 回路の解説
 
1.電源

 
 ・5VのACアダプターから電源を供給します。
 ・消費電流は、1WのパワーLEDを全点灯した場合に約300mA、全消灯時に約2.5mA、
  動作待機時に約1mAです。
 ・動作待機時とは、電源をOFFにした2秒後にAVRがスリープ状態に入り、赤外線受信モジュール
  のみが動作している状態です。

2.AVRとクロック
 
 ・AVRマイコンは、Timer1のPWM出力が3系統ある、20ピンのAVR「ATtiny861A-PU」を使用。
 ・動作クロックは、内臓発振器1MHzで動作します。
 ・ISP端子を基板上に搭載しているので、装置の完成後にプログラムの書き込みおよび変更が
  可能です。

3.ジャンパー・ピン
 
 ・ジャンパー・ピンは、リモコンの通信コードにフィリップスのRC5フォーマットを使用しているので、
  同メーカーの機器との混信を避けるため、通信コードのアドレス(8種類)を変更する場合に
  使用します。
 ・混信が無い場合は、プラグを刺さなくてもOKです。
 ・混信が見られる場合は、A0、A1、A2のジャンパー・ピンに、8通りのパターンでショート・プラグを
  差し込んで、送信コードのアドレスを変更します。
 ・送信機の解説で記載した通り、リモコンが他の機器と混信があり、送信機のジャンパー・ピンに
  プラグを差し込んでアドレスを変えた場合は、受信機のA0、A1、A2のジャンパー・ピンにも、
  同じ配置でショート・プラグを差し込んで下さい。
 
 ・予備のジャンパー・ピンは、現在未使用です。

4.赤外線受信モジュール
 
 ・秋月電子で販売されている、「PL-IRM0101-3」を使用。
 ・同等のキャリア周波数が38KHzのモジュールに変更する事もできます。
 
 ・このモジュールは、電源にノイズがあると、受信感度が極端に落ちます。
  (リモコンの到達距離が短くなる)
 ・特に受信機の回路では、パワーLEDをスイッチングで点灯しているので、多くのノイズがあります。
 ・このモジュールを使用する際には、マニュアルに記載の抵抗とコンデンサーによるフィルターを
  電源回路に入れる事が推奨されます。

5.動作表示LEDと圧電スピーカー
 
 ・LED1[青色]は、LEDライトのON/OFFを表示します。
 ・パワーLEDが点灯するので、本来は必要ありませんが、明るい部屋でライトの輝度を落とした
  ときに、消し忘れるのを防ぐために搭載しています。
 
 ・LED2[黄色]は、FSLP感圧センサーの設定項目を表し、消灯時は「輝度」、点灯時は「色相」を
  変化させます。
 ・また、自動色相変更モードでは、このLEDが点滅します。
 
 ・「色相」または「プリセット」を設定する[黄色]LEDが点灯した状態で、10秒間何も操作をしないと、
  [黄色]LEDが自動で消灯し「輝度」の設定状態に戻ります。
 
 ・圧電スピーカーは、リモコンの信号が正常に受信され機能の制御を行う際に、受信の確認音
  として4KHzの音が50mS鳴ります。
 ・また、プリセットを記憶する際に、記憶の確認音として、4KHzの音が1秒間鳴ります。

6.パワーLEDのドライブ回路
 
 ・赤、緑、青のパワーLEDを調光駆動する回路で、同色LEDの直列接続や、コモン側電圧を自由に
  変更できる様に、パワーMOSFETのシンク(電流をGNDに引き込む)ドライブにしてあります。
 ・[VDD]を5V以外の電圧にする場合や、パワーLEDの容量を変更する場合は、電流制限抵抗の
  値を変更する事と、抵抗器の消費電力(発熱)に注意して下さい。
 ・パワーLEDの容量を増やしてFETの発熱が多くなる場合は、必ず放熱器を付けて下さい。
 ・パワーLEDは放熱器付きを使用し、極力ケース等のアルミ部分で放熱を強化して下さい。


回 路 図  GIF LedLightContCir.gif  PDF LedLightContCir.pdf
  部 品 表  


受信機 部品配置図  GIF版 LedLightContRxPcb.gif (112KB)
受信機 アートワーク  GIF版 LedLightContRxAW.gif (32KB)
 
   注意! この図面を使用した、いかなる損害にも責任を負いません。

受 信 機
プログラム
 テキスト形式 ソースファイル  LedLightCont_Rx102.TXT (34KB)
 BASCOM-AVR用 ソースファイル  LedLightCont_Rx102.bas (34KB)
 
 この製作では、ヒューズ ビットを工場出荷状態のまま使用しますので、変更の必要はありません。

注意! 著作権は放棄しておりませんので、販売や配布目的での使用は絶対にしないで下さい。

       (記事の無断転載を除き、個人での使用は可能です。 改変、自作品の掲載、リンクもご自由に。)



 
 テスト動画

 

プリント基板

 
基板 部品面

 
基板 ハンダ面

 

ケース組み込み

 
RGB(フルカラー)
パワーLED

アクリル・カバー


赤外線LEDの受光部は
1mmの黒スモーク
アクリル


受信機の製作について
 
部品表は、部品の背が低い順に記載してありますので、この順番に取り付けて行きます。
・ジャンパー線3本は、すずメッキ線や、被覆電線を使用して下さい。
・1/4W抵抗器は、4目 (2.54X4 = 10.16mm) ピッチで両端を折り曲げて取り付けます。
・1/6W抵抗器は、3目 (2.54X3 = 7.62mm) ピッチで両端を折り曲げて取り付けます。
・セラミック(積層)コンデンサは、5.08mmピッチの物が取り付け可能です。
・AVRのICソケットは、必要に応じて取り付けます。(AVRを直接ハンダ付けすることも可能です)
・圧電スピーカーは、向きを問いません。
・ISPとジャンパーのピンヘッダは、ストレート型の物を使用して下さい。
・ショートプラグは回路解説の通り、必要に応じて差し込んで下さい。
・電解コンデンサは、極性に注意して下さい
・赤外線受信モジュールは、ケースの開口に合わせて折り曲げて取り付けます。
 同様に、ケースの深さに合わせて、高さも調節します。
・電源[青]と色相[黄]のLEDは、ケースに合わせて高さを調整します。
 (LEDは、足の太さにかかわらず、足の長い方が[A]です)
・FETは、パワーLEDの電流容量に合わせて選択して下さい。
 また、パワーLEDの消費電流が大きくなる場合は、FETを放熱器に取り付けて下さい。
 
・パワーLEDは、1Wフルカラーの放熱器付きを使用しています。
・パワーLEDは、必ず放熱器付きを使用し、極力ケース等のアルミ部分で放熱を強化して下さい。
・また、[VDD]を5V以外の電圧にする場合や、パワーLEDの容量を変更する場合は、
 電流制限抵抗の値を変更する事と、抵抗器の消費電力(発熱)に注意して下さい。
 
・ケースはオリジナルの物ですが、LEADのPL-5(W65xH50xD100)に合う様に設計してあります。
 スタンドなどに組み込むのも、アイデア次第です。
・5V電源を供給するDCジャックやACアダプターは、任意で選択して下さい。




操 作 方 法
 
1.電源を入れる
 
 ・ACアダプターの電源を入れると、50mSの起動音が鳴り、スリープ状態に入ります。
 ・パワーLEDはOFFの状態です。
 
 ・リモコンの電源ボタンにより、電源表示の[青]LEDがON/OFFし、合わせてパワーLEDが
  点灯/消灯します。
 ・点灯時は起動音が1回、消灯時は確認音が2回鳴ります。
 ・パワーLEDは、スロー点灯します。(ゆるやかに点灯し、ゆるやかに消灯します)
 ・点灯は、前回消灯したときの状態(輝度と色相)を再現します。
  (ACアダプターの電源が切れた場合は、輝度は[最大]、色相は[白]の初期状態に戻ります)
 
 
2.輝度の設定
 
 ・電源をONにし[青]LEDが点灯している状態で、FSLPセンサーの上で指をスライドさせると、
  パワーLEDの輝度(明るさ)が変化します。
 ・センサーの上部へ行くほど明るくなり、下部では暗くなります。
 ・輝度の設定は、電源をOFFにしても次回のON時に再現されます。
 
 
3.色相の設定
 
 ・[輝度/色相] 設定ボタンを押すと[黄]LEDが点灯し、色相の設定状態になります。
 ・この状態で、FSLPセンサーの上で指をスライドさせると、パワーLEDの色相(色)が変化します。
 ・色は最上部が白、続いて、オレンジ−黄−緑−水色−青−ピンク−赤 と変化します。
 
 ・色相の設定は、電源をOFFにしても次回のON時に再現されます。
 ・再度、[輝度/色相] 設定ボタンを押すと[黄]LEDが消灯し、輝度の設定状態に戻ります。
 ・[黄]LEDが点灯した状態で、10秒間何も操作をしないと、自動的に[黄]LEDが消灯し、
  輝度の設定状態に戻ります。
 
 ・[黄]LEDが点灯した状態で[プリセット] ボタンを押すと、[黄]LEDが点滅に変わり、
  自動色相変更モードに入ります。
 ・この状態でFSLPセンサーを操作すると、色を変化させる時間が選択できます。
 ・色の変化周期は、センサーの上部で約1時間、下部で約7秒です。
 ・再度[プリセット] ボタンを押すと、色相設定状態に戻ります。
 
 
4.プリセット
 
 ・輝度、色相、自動色相変更の設定値を、5パターン記憶できます。
 ・輝度や色相を選択し、[黄]LEDが消灯した状態に戻した後、[プリセット] ボタンを押しながら
  FSLPセンサーを5分割した位置を指で押して下さい。
  (▲−中央−▲と、その中間地点の5カ所です)
 ・1秒の確認音が鳴って、記憶されます。
 ・この記憶は、ACアダプターの電源が切れても残されます。
 
 ・[青]LEDだけが点灯している状態で[プリセット] ボタンを押すと、[青]LEDが点滅します。
 ・[プリセット] を書き込む時に押した、FSLPセンサーを5分割した位置を指で押すと、それぞれの
  記憶が呼び出されます。
 ・もう一度[プリセット] ボタンを押すか、10秒間何も操作をしないと、点滅が止まり輝度の
  設定状態に戻ります。
 






テレビ リモコン (汎用リモコン) 対応バージョン
 上記のFSLP感圧センサーを使用したリモコン送信機は、FSLPの取り付けやリモコンケースの加工に少々技術を要します。
 そこで、不要になったアナログテレビのリモコンや汎用のテレビリモコンを流用して、「カラーLEDライト調光器」を操作するプログラムです。
 
・上記にある受信機の回路と基板を、そのまま使用できます。
 (受信機のプログラムのみを変更)
・リモコンの送信方式は、「NECフォーマット」限定です。
・ジャンパー・ピンで、メーカーごとのカスタムコードを16種類から選択可能です。
 (「NECフォーマット」であれば、プログラム内のコードテーブルで変更が可能)


受 信 機
プログラム
 テキスト形式 ソースファイル  LedLightCont_Rx501.TXT (47KB)
 BASCOM-AVR用 ソースファイル
 (BASCOM-AVR(製品版)が必要です)
 LedLightCont_Rx501.bas (47KB)
 
 この製作では、ヒューズ ビットを工場出荷状態のまま使用しますので、変更の必要はありません。

注意! 著作権は放棄しておりませんので、販売や配布目的での使用は絶対にしないで下さい。

       (記事の無断転載を除き、個人での使用は可能です。 改変、自作品の掲載、リンクもご自由に。)


操 作 方 法
 
1.ジャンパー・ピン
 
 ・テレビリモコンの赤外線信号には、特定のフォーマットと、メーカーごとのカスタムコードがあります。
 ・このプログラムでは、「NECフォーマット」限定で数種類のメーカーに対応しています。
 ・受信機の基板上にある4つのジャンパー・ピン(A0、A1、A2、予備)の組み合わせで、16種類の
  メーカー別カスタムコードに対応します。
 ・使用中のテレビや他のリモコン機器と混信しないコードを選んで下さい。 (コード表を参照)

 ジャンパー・ピン メーカー名 AV-R520Nの
メーカーコード
予備 A2 A1 A0
         三洋(2) , 地デジ-三洋1 641
       三洋(1)  
       NEC(3) , 東芝 , 地デジ-東芝 541
     NEC(1)  
       地デジ-MrMax 672
     地デジ-TMY1 681
     地デジ-TMY2 682
   地デジ-DXアンテナ  
       日立(1)  
     日立(3) , 三菱 , LG  
     日立(4)  
   富士通ゼネラル  
     ビクター  
   アイワ(1)  
   パイオニア , 地デジ-パイオニア (リピート×) 621
 地デジ-オリオン2 (リピート×) 677

 
2.電源を入れる
 
 ・ACアダプターの電源を入れると、50mSの起動音が鳴り、スリープ状態に入ります。
 ・パワーLEDはOFFの状態です。
 
 ・リモコンの [電源] ボタンにより、電源表示の[青]LEDがON/OFFし、合わせてパワーLEDが
  点灯/消灯します。
 ・点灯時は起動音が1回、消灯時は確認音が2回鳴ります。
 ・パワーLEDは、スロー点灯します。(ゆるやかに点灯し、ゆるやかに消灯します)
 ・点灯は、前回消灯したときの状態(輝度と色相)を再現します。
  (ACアダプターの電源が切れた場合は、輝度は[最大]、色相は[白]の初期状態に戻ります)
 
 
3.輝度の設定
 
 ・電源をONにし[青]LEDが点灯している状態にします。
 ・リモコンの [音量+] ボタンで、輝度が上がります。
 ・リモコンの [音量−] ボタンで、輝度が下がります。
 ・押し続けると連続して動作します。 (上限または下限に達するとブザーが鳴ります)
 ・輝度の設定は、電源をOFFにしても次回のON時に再現されます。
 
 
4.色相の設定
 
 ・リモコンの [選局↑] ボタンで、色相が赤→白へ変わります。
 ・リモコンの [選局↓] ボタンで、色相が白→赤へ変わります。
  (リモコンによっては [チャンネル] ボタン)
 ・押し続けると連続して動作します。 (上限または下限に達するとブザーが鳴ります)
 
 ・[消音] ボタンで、白の最大輝度になります。
 
 ・色相の設定は、電源をOFFにしても次回のON時に再現されます。
 
 
5.自動色相変更
 
 ・[入力切換] ボタンを押すと、[黄]LEDが0.5秒間隔で点滅します。
 ・[1][12] の数字ボタンを押すと、下記の表に示す時間により色相が自動で変化します。
 
ボタン 10 11 12
時間 15秒 30秒 60秒 2分 3分 5分 10分 20分 30分 1時間 2時間 3時間

 ・[黄]LEDが点滅した状態で10秒間何も操作をしないと、自動的に[黄]LEDが消灯し、
  通常の状態に戻ります。
 ・自動色相変更の設定は、電源をOFFにしても次回のON時に再現されます。

 
6.プリセット
 
 ・記憶させたい「輝度、色相、自動色相変更」の状態を用意しておきます。
 ・[音声切換] ボタンを押すと、[黄]LEDが0.1秒間隔で高速点滅します。
 ・[1][12] の数字ボタンを押すと、それぞれのボタンに設定状態が記憶されます。
  (記憶時には、1秒間のブザー音が鳴ります)
 ・この記憶は、ACアダプターの電源が切れても残されます。
 
 ・[黄]LEDが点滅した状態で10秒間何も操作をしないと、自動的に[黄]LEDが消灯し、
  通常の状態に戻ります。

 ・[黄]LEDが点灯していない通常の状態で [1][12] の数字ボタンを押すと、内部に記憶された
  「輝度、色相、自動色相変更」の状態が呼び出されます。

 ・初期状態では、下記の表の通り設定値がプリセットされています。
 
ボタン 10 11 12
色相
輝度

100%
マゼンタ
100%

100%
シアン
100%

100%

100%

100%

50%

25%
自動
15秒
自動
30秒
自動
60秒

 ・ISP端子の4ピンと6ピンをショートさせた状態でACアダプターの電源を入れると、
  プリセットの記憶を上記表の初期状態に戻すことが出来ます。

 動 画

◎ このプリント基板と、書き込み済みAVRを、実費頒布しております。
 
  
● 基板・部品の頒布室 ●





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