自転車ライトの改良

2年前に自転車のライトをLED化した。
自転車の発電機はハブダイナモとリムダイナモの2種類。
今回、エルパラ社でXP-LというLEDを見つけたので購入。
これは、200ルーメン/Wと書かれており、かなり明るいはず。
LEDの交換のついでに整流回路も取り替えた。

【新規のLED】
これまで使ってきたLEDはCreeのXP-Gで140ルーメン/Wとけっこう
明るかった。センサーを使って比較してみた。(裸で、35cm直上)
254 lux (XP-G) ⇒ 507 lux (XP-L)
この測定条件では2倍の明るさだ。
交換後の明るさUPがかなり期待できる。

【整流回路の改変】
ショットキバリヤーダイオードの中でもVfのより小さなものを(CMS01)
選んで使ってきた。
実際の回路の中で測定すると、Vfは0.25V、全波整流なので合計0.5Vの
ロスが出ている。
発電機から出ている電圧のおよそ1割のロスになる。

そこで、以前から計画していたFETを利用した整流回路を試してみた。
実はバイアスのかけ方がわからなくて、小型のトランスを巻いてみよう
かとも考えていた。
ネットでみつけた回路が簡単そうなのでやってみた。
何が起こるか予想が出来なかったので、ディスクリートで組んでみたら
簡単に動いた。
早速専用のMOS-FETチップ(の整流キット)を秋月から購入した。
回路はこれ。
Tpc8507
(MOS-FET整流、MOS-FET rectifier TPC8407)

TCP8407には内部にP-MOSとN-MOSの二つのFETが含まれていて、
キットにはその2個がセットされている。キット1個で上記の
回路を組める。

キットの基盤の足は12本出ていて、とてもややこしい。
バイアスがどのように掛かっているかは、これを見ても理解できないが、
組んだらちゃんと働いた。
自力ではむりでした。
1Aほど流してオシロで観察しても、この部分での電圧ロスはほとんど
検出できない。
元々整流専用のFETでon抵抗が極端に小さく、しかも、バイアス電圧が
十分にない状況でも良好に整流してくれる。

Cl68082
これは2年前に組んだ回路で、これの整流回路とLEDを交換した。

実測は2.2mの距離で、旧型360lux⇒改良後950luxと大幅に明るくなっ
ています。
(ミラーも同じ角度だが、新しい物と交換した)

但し、屋外で夜道を走ってみると、確かに明るくはなっているが、
劇的な変化というほどでも無い。ちょっと残念。
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回路とLEDには余力があるので現在の電流(≒700mA)をさらに
増やして明るくすることは簡単だ・・。
ケースに入れる前の状態で、試すと放熱板が60℃以上になる。

ランプ・ケースの中に閉じ込めるとどうなるか?

パワーアップは今回は保留にしました。

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ダイソン掃除機の修理(3)

ダイソンの掃除機(DC12)を使っている。

とっくに保障期間も過ぎ、おまけに補修部品の供給期間も過ぎている。
「吸わない&うるさい」機種だったが、修理したら結構使える。

以前、今回と同じ場所のローラーを修理した。
前回はフィルターを代替品と交換でして吸引性能を甦らせた。

その結果としてヘッドが床に張り付いて、ヘッドの動きが重くなっていまった。
とても作業性が悪い。

Dsc_1050
ヘッドの下面に付いている回転ぶ部分(ローラー)がすり減って下面が直に床を擦っている。
以前そのゴムの部分を交換した経験があったので、今回もそれを試みようとした。
しかし、ゴムは摩耗していない。
良く見ると、軸受けの方が大きくすり減っていた。結果としてローラー部分が沈んで飛び出していない。

Dsc_1054
軸はもっと上になくてはいけない。
Dsc_1051
軸受部分がガバガバ。

その部分はプラスチック製で、軸が回転すると簡単に磨り減ってしまう。
元来は軸は回転しない造りだったらしい。締め付けて止めておくだけなら摩耗しない。
ゴミが詰まったり、また、前回の私が補修した際の軸と回転部分の滑りが悪く、軸が回転してしまったらしい。

ノギスで測ると軸受部分の深さは4mm、軸の直径が2mm。2mm掘られていた。

厚さ2mmの鉄板を材料として、貼り付ける面と、それに、2mmの底上げのための出っ張りを付けた物を削り出した。
Dsc_1058
これを3Mの「超強力接着剤」(これがキモです)で軸受の外側から貼り付けた。
Dsc_1055 
加工部分は見えません。かろうじて見えている軸の下に、下面の外側から鉄の突起が挿入されています。

完成です。無事、ローラー部分が突出してきました。
ヘッドの動きも軽快です。
吸い込み能力も回復していますので、米粒を楽々と吸い込んでくれます。

軸受が何ヶ月持つか?
数年持ってくれたら、また修理しましょう。

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USB顕微鏡を使ってみた

1ヶ月ほど前に「ULTELE 50→1600X」と言う名のUSB顕微鏡をAmazon経由で購入した。
¥2590円。孫の夏休みの観察に使おうかと・・
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【2019改良版】デジタル顕微鏡 USB式電子顕微鏡 マイクロスコープ カメラ 8枚LEDライト 最大倍率1600倍 高解像度 3-In-1コネクター
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Img_20190802_111619 

実物はこれ。(先端のカバーを取り外したり、若干の加工が入っている)
ピントが合わせづらいので、アクリル樹脂を使ったスタンドを1日かけて作成した。
Dsc_1006
真ん下方の丸いものが焦点合わせ用のネジ。
これを使って試してみた。

Snapshot000002
試し撮りはお札の細かい文字がお決まりらしい。1000円札の野口英世の文字の下にあったもの 。
そこそこ綺麗に撮れていはいる。
Snapshot000003
大きさの尺度として、ステンレスの物差しを利用した。0.5mmおきに目盛りが付いている。
それのPC画面の表示がこれ。
線と次の線の間隔が、画面上で85mmある。85/0.5=170倍 に拡大されている。
1600倍ではない。

嘘800と言いたいが、一辺3mの画面に表示すれば、計算上は1700倍にはなるけどね。
(ショップに問い合わせたが現時点で納得の行く回答はない)

本格的な顕微鏡でも1000倍程度が限度で、画像を引き伸ばしても、画質が荒れるだけ。
よっぽど高性能の対物レンズでないと美しい画像は得られない。
更には、光の当て方にも技術が必要で、ここにも費用がかかっている。

1/100以下の金額で出せる性能は?
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撮像素子の大きさは3mm角程度だろうと想像する。
PCの画面の横幅が30cmであれば、撮像素子⇒PC画面 で100倍の倍率が稼げる。

どうやら、この製品の対物レンズは1.7倍と安価な虫眼鏡程度のレンズらしい。
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仮に対物レンズが10倍であれば、合計1000倍、となる。
このくらいは欲しいね~。

レーザーポインターの先端にはスポットを小さくするために単焦点のレンズが装着されているとの記載を見た。
早速、使っていない赤色レーザーポインターを分解してレンズを取り出してみた。
外径の直径7mm。焦点距離も7mm。
これでうまくやると20倍程度の拡大が得られる。

これなら、合計2000倍までいくかな?
次回は、これを試してみよう。

★もう一つこの商品の難点が。
3 in 1のコネクター。USBコネクターにType Bのコネクターが内蔵されていて、それをType Cに変換するアダプターが付属している。
最初の2つを使おうと、PC、スマホに挿入しようとすると、とても窮屈。本体を破壊しそうで怖い。

 

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Dyson掃除機DC12の修理

掃除機 DysonDC12の吸い込みが「とても悪い」。
ゴマ粒を吸えない。
ゴミを捨てても、「弱い吸引力がいつまでも続く」状態だ。
本体の掃除のついでにフィルターを開けてみたら、ホコリが一杯。
この機械はかみさんが買ったものなので、細部まで整備する意識が
無かった。
始めて仕組みを理解した。
(1)サイクロン:   大きめのゴミを集める
(2)プレ・モーター・フィルター: ホコリをトラップ
  (今回注目したもの)
(3)HEPAフィルター:  細菌の大きさのゴミをトラップ

ということで、(1)のサイクロンの部分を掃除しても詰まりは解消しない。
紙パック時代以前の掃除機にスポンジのフィルターがついているものが
あったが、(2)がそれで、微細ホコリ集める本体だ。
こんなことなら、紙パックの使い捨ての方がずっと使いやすい。

交換しようとネットで調べると、ケース部分込みで3000円程度。
しかし、取り扱い期限を過ぎていて、売っていない。
英語で検索しても無い。

ネット情報では自作の話が出ていた。真似をして作ってみた。

Dsc_1002 

フィルターはホコリまみれで、崩壊していた。
ケースを兼ねた黄色のフィルター部分(多分活性炭?)は洗濯した。

今回の材料はメラニン樹脂で食器などをきれいにするスポンジ。
一応、目が細かく通気性があるので、それなりには使えると思う。
ちぎったり、ナイフで簡単に細工できる。

Dsc_1003

 

形が合わないのでオルファカッタを使って整形。
Dsc_1004

若干大きめにして、はめ込んだ。

結果は「とりあえず」大成功。吸引力は何倍かにアップ。
ゴミをどんどん吸い込んでくれます。

フィルターのゴミをトラップする能力(微粒子のサイズ)が不明なので、今後どうなるかは見守るしか無い。

微粒子をトラップ出来なければ、HEPAフィルターが捕捉してくれるはず。
しかし、それの能力は限界がある。程なく目詰まりするはず。

この掃除機DC12は15年ほど前に購入したらしい。
補修部品は「無い」ということになっている。

英国のDysonのHPを見てもDC12の記載は極端に少ない。
どうやら日本向けの製品だったらしい。

一方、そのサイトには、DC12とそっくりな顔をしたDC11が記載されており、それの方は、細かい部品までリストに乗っている。
それのHEPAフィルターは12ポンドとか、驚くほど安い値段で売っている。
だめになったら、これを試すか、HEPA無しにするか。
後者の場合は、掃除するときに窓を開ければ良い。

■サイクロンとか言いながら、結局はフィルターを掃除しなくてはならない。
(6ヶ月に一回水洗しろと書かれている)
それだと、激安の紙パックを半月に一回とか交換する方がよっぽど手間がかからない。

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別件で、
ちょっと前に、電源が入らなくなった。コンセント付近の不調らしい。
ということで、コンセントの首のところを切り取ってみると、案の定、
断線していた。市販のオスのコンセント使って修理したが、小さくて
本体の中に吸い込まれてしまった。
応急処置としてストッパー(オレンジ色)を取り付けた。(固定はしていない)
また、断線予防に首のところにシリコン・コーキング剤を詰め込んだ。

 

Dsc_1005 

 

 

 

 

 

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マウスの修理

PCのマウスが不調になった。具体的には左クリックの反応が鈍い。

Dsc_0885 
これまで沢山のマウスを使い潰してきて
(1)左クリック、(2)ケーブルのつけ根、(3)右クリック
の頻度順で破損していた。

今回も(1)が不調らしい。
開けて見たら前にも修理していた。
ジャンク箱にはマウスの残骸が沢山あるのでそれから
部品を調達していた。

今回は在庫も無くなったので、マイクロスイッチの調達を
考えた。

ネットで探して10個パックではあるが最安値の1380円を発見。
Img_20190419_192911
今後何個使うか不明だが、@138 に釣られて購入。

修理開始。
マイクロスイッチの取外しが厄介だが、ハンダ吸引ワイヤ
を使って簡単にとり外すことができた。
取付は簡単。

全部で10分ほどで修理できた。

使用感は、元のもの(右クリック)と比べると、作動は確実だが
クリック感が頼りない。
右クリックは、「カッチ」という感触がある。マウスの場合はバネに
多少の重さがあった方が良いようだ。

馴れれば許容範囲だ。

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アメリカ100均LEDライト - 追記

前回書いた書き込み
http://jyougasaki-2.cocolog-nifty.com/blog/2019/02/100led-3e6a.html
の続きです。

Dsc_0756_2

アメリカ 1$ LED電球を解体してみた。
外形は、日本の物と大きな違いは無い。
半透明のボールの部分を取り除こうとハンマーで叩いてみたが割れない。
ノコギリで切り開いた。
Dsc_0758
左が1$品。 右がDaiso40W 100円。
基板へは120V電源が直接供給されていた。
基板の凹凸から回路を読み取った。
100led

16個のLEDが見える。1個には3個のLEDが内蔵されていると思われる。

合計48個。
全体で140.4Vが供給されている。
制御ICは、Daisoと同じRM9003ATの電球のICと似た名前のRM9003TAだ。検出抵抗は7.5Ω。電圧は0.4V。計算では53mAの電流だが、脈流なので正確な電流はわからない。
制御電圧は8V。これだけあればLEDに流れる電流をしっかり制御できると思うが・・。
回路の基本的な考え方はDaisoの物とほぼ同様だったが、電球の作りなどに違いがある。
別の会社で作られたものと思う。

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アメリカ100均LEDライト

アメリカのツアー旅行に行ってきた。途中で立ち寄った100均(Doller Tree)に60W型LED電球が置いてあったので買ってきた。
Dsc_0980_3
値段は1ドル。これは凄い。(Daisoより安い)。
箱の表示を見てみよう。(カッコ内はDaiso 150円60W)
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値段  :1ドル  (150円)
明るさ :800 lm  (810 lm)
照明角度:全方位  (広配光 180度)
消費電力:9W    (7.3 W)
寿命  :2500時間  (15000時間)
ーーーーーーーーーーーーーーーーー
両方共中国製。外形はよく似ています。
アルミの放熱部分が若干大きく、消費電力の大きさを反映していると思われる。

点灯してみた。100V点灯ではとても暗い。
トランスで昇圧して120Vで点灯ではそれなりの明るさ。
50cm直下での明るさは;
ーーーーーーーーーーーーーーーーー
実測照度:100V:300 lux,
     120V:924 lux
Daiso 150円: 1536 lux (照射角が違う)
ーーーーーーーーーーーーーーーーー
Daisoと同等とみて良い。

光センサーとオシロで見た明るさの変動は下の如く。
1dollerled_2

Daiso 60W 150円 (100円40W) と同様な回路と思われる。

整流後、電解コンデンサーで平滑化を図り、LEDを点灯。定電圧ICで電流制御。といった感じだろう。

電流制御が不完全、というのも類似している。

消費電力がDaiso品と比べて大きい(9W (7.1W))のは、LEDが同じで、電源電圧の差をICが無駄に消費していると読める。
しかし、そうならICによる制御が十分に行われて、オシロの波形はもっと平滑になるはずだ。

波形が波打っているので、200Ω程度の抵抗を使っている可能性もある。

ICにしろ抵抗にしろここで2W程度の無駄遣いをしている、とすると放熱が大変だ。
2Wの抵抗だと、ICの方が安いし。いずれにしろ何か工夫がされているはず。

【結論】
日本の100Vの電源電圧では暗くて使えません。

★追記あり
http://jyougasaki-2.cocolog-nifty.com/blog/2019/02/100led-a7ac.html

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冷蔵庫の扉の開放警報装置

冷蔵庫を新型機と交換した。
10年前に買った冷蔵庫の容量409リットルが、新しいもの465リットルと容量が増えたが、外寸はほとんど変化なく、消費電力は大幅に低下した。
性能は満足している。

問題が一つあった。
しばらくドアがしっかりと開放されていると、警報は鳴る。これはOK。
しかし、しっかり閉まら(5mm程度の隙間)なかった場合には、警報が鳴らない。

(後で原因が判明したのだが)何とかせねばと、構想を練った。
できた物がこれ。
Photo
(1)ドアがちょっとでも開 : mainのマイクロSW on。適当なアームを付けた。
  フォトインタラプタとインバーターのICの電源on。
(2)ドアが1cm以上開 : フォトインタラプター(赤外)off。
  即ち0<1cm の範囲の開放で警報がonになる。
(3)beep音の発振
インバーターを利用した。
2個セットで高い音、別の2個セットで間欠的な信号。
この2つの信号を合成してピッピッピ...と音がでる。
(4)発振は継続しているが、フォトインタラプタがonになると、MOS-FETがonして、圧電素子を駆動する。

【結果】
正常な開閉時には極一瞬気にならないほど「ピッ」となる。
これが機能することは殆どないが、設置してから約2ヶ月で2回、これが働いてくれた。
確かに役に立っている。

【ドアの閉まりが不完全になる原因】
庫内の小物ケースの蓋がちょっと開いていると、メインのドアが閉まりにくくなるため。
判明した当初は、ちゃんと閉めるようになったが、内容物が増えると、うっかり不完全な閉め方になる。
月に一回ぐらいそんなミスをするらしい。

【部品】
(1)フォトインタラプタ
昔使っていたマウスを解体した。
中には3セットのフォトインタラプタが設置されていた。
これを取り出して、赤外LEDの特性と、センサの配線と特性を調べて、インタラプタとして再利用した。
両者の間に光を阻止する物が存在すると、出力がonに。阻止物が無くなるとoffになる。

(2)マイクロスイッチ
アームを工夫して、開閉をうまく検知するように設置した。

(3)フォトインタラプタ
アームにアルミ板を設置し、フォトインタラプタのアームの動きに応じて光を阻止するようにさせた。

これらを設置した基板を、冷蔵庫の上面に両面接着テープで取り付けた。

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