ソーラー充電の矢印表示装置の紹介
600mAhの単４電池でも14時間以上の連続動作

製作・著作： （有）テクノアート
 （初版：２０18年12月１0日）

昨年の事ですが、このHPを見つけた方から突然開発のご依頼があり、ソーラーパネルとニッケル水素電池を使用した回路は得意としている筆者ですので、約３か月ほどかけて装置を開発しました。実際に採用されて世の中に出たかどうかは不明ですが、ここに概略説明します。

街中には派手に大型LEDが点滅したり点滅が移動したりする電光看板が多数ありますが、それらは全て100Vの電源で動作しています。しかし、1.2Vの単４電池１本で夜間に長時間動作して、昼間にはソーラーパネルで電池を充電するシステムは、家庭用などのガーデンライトの延長上の技術にあると言えます。

色々なモードでLEDなどを点滅させるフラッシャーICとしては、6チャンネルや10チャンネルのコントローラーが従来からあり、順次点灯・往復点灯・順送り点灯・全点滅・全点灯の5つのモードを選部ことができ、3V〜3.3Vで動作します。 問題は、電源が1.2Vの単４電池であることと、このICを使ってできるだけ明るく長時間動作させる事です。要するに冬の長い夜間でも日没から夜明けまで点灯させる必要があります。

１．矢印表示装置の外観

	試作品の外観は左の写真の通りで、上面に太陽電池パネル、右側面に光センサーを取り付けてあります。光センサーは太陽電池パネルの上に物を置かれたような場合でも、LEDを点灯しないようにします。 マウスカーソルを写真の上に移動するとアニメーションが見られます。 この試作品の装置全体はガードレールの支柱に取り付けることを想定しており、矢印のボックス部分を180度回転して取り付けて方向を決めます。LEDボックスのサイズはWXHXD: 128 X 60 X 62mmです。ソーラパネルを長方形製品に変えてボックスだけを他の場所に設置することも可能です。 左端列の３個のLEDが点灯し、2列目の3個．．．と言うように右方向に点灯してゆき、全部が点灯した後に一度消灯して左端列からの点灯が始まります。ICの10チャンネルのうち９チャンネルを使用しています。
	内部には表面実装部品を多用したメイン基板（62 X 37.5mm)とLED基板（105 X 49mm)があります。この写真のボックスにはCds光センサーは取り付けてありません。 ニッケル水素電池はメイン基板を取り付けてある裏蓋の後側に取り付けてあります。

２．回路説明
 
この試作品はお客様からお金をいただいて開発したものですので、回路の部品名や定数などは開示できません。悪しからずご了承ください。
 

左上隅にあるICはガーデンライトなどに使用されているICで、この出力をT1からなるステップアップDC-DCコンバータに入力してLED点灯用の電源にしています。太陽電池のSOL1の出力電圧が昼間に上昇するとIC1の動作が停止し、夜間にはIC1の動作がスタートします。
 
破線で囲んだ回路はこれもステップアップDC-DCコンバータで、0.7Vくらいから昇圧し始めますので、曇天や雨天でもニッケル水素電池を充電しますが、晴天時に過充電とならないようにしてあります。ただし、この回路はユーザーのオプションとしています。
 
フラッシャーのIC3は3.3Vで使用するため、1.2Vのニッケル水素電池電圧をステップアップDC-DCコンバータのIC2で3.3Vに昇圧しています。
 
IC2とIC3の間にあるスイッチング回路はCds光センサーでIC3の電源をオン・オフします。
 
IC3の動作モードは順次モードに設定されており、点灯サイクルはVR1で調整できます。
 
下段のLEDドライバー回路は、パルス状の直流（？）電源電圧がLEDの点灯数(最大27個)で変動するため、定電流ダイオードを使用してLED電流を10ｍAに制限しています。

 
性能ですが、1.2V/600mAhの単4ニッケル水素電池で14.5時間の連続動作を確認しています。

【おことわり】
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