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ダイソーLED 人感センサー付きライトに改造

人感センサーLED改造写真図
 100円ショップのダイソーをうろうろしていると、最近新しいLEDが店頭に並んでいます。スライドスイッチで、9LEDや12LEDのランタンと、1LEDの懐中電灯とを切り替えることができる、2WAYランタン、2WEY角型懐中電灯という2種類です。
 これらはスライドスイッチでライトを切り替えるようになっているので、「どうせプラスチックに、電極が挟んである安物で、まともには使えないだろう」と考えて、あまり食指は動かなかったのですが、物は試しで1つ買ってみたところ、スイッチには、パーツ屋で買えばそれだけで100円はしそうな、きちんとしたスライドスイッチの部品が組み込まれていました。
 そして明るい。
 これまで電気が来ていない小屋でライトを使うのに、3LEDの丸型プッシュ式のライトを使ってきましたが、見かけはともかく、これらのライトは明るくて、結構使えるものであるような気がしてきました。
 ただし、明るい分、3LEDの丸型プッシュ式のライトが目安、30~35時間の連続使用時間であるのに対して、こちらは4.5~5時間なのでちょっと短いです。
 最近電子工作づいてきたことでもあるし、1,000円近くの大枚をはたいて買った人感センサー付きの電池式ライトが物置でとても調子が悪く使い物にならないので、これらのダイソーのLEDを使って、一つ人感センサーLEDに改造してみることにします。

 最近、「COB クローゼットライト」というのが売られています。こちらの方が単4電池使用の薄型で、しかも少し明るいですから、使い勝手がいいかもしれません。
 しかし、このページの改造と同じやり方でうまくいくはずだと思ったのですが、なぜか同じ抵抗値ではうまく動作しませんでした。
 違いは、リンクページで。

人体赤外線感応モジュールの信号電流は微弱

 写真のHiLetgo HC-SR501人体赤外線感応モジュールをうまく使えば、上記の用途用に自分で人感センサー付きの照明を改造して作れないかと考えていました。
 最初は、「これと光電スイッチセンサーリレーモジュールともう一つ3Vのリレーを使えばすぐにできるのではないか」と考えていたのですが、実際にやってみると、ずぶの素人の浅知恵通りやってみても、ちっともうまく動きません。光電スイッチセンサーリレーモジュールは、リレーとセンサーとがセットのモジュールですから、このままできちんと動きますが、そこから先がいけません。
 どうも調べてみると、この人体赤外線感応モジュールは、出力が3Vというだけではなくて、出てくる信号電流がきわめて微弱であるようで、リレーを動かすだけの電流が流れないようです。

     

 だから、この信号を使って、何か仕事をさせようとすると、トランジスタを使って、信号を増幅しておかなかければならないのだそうです。
 ここで、何に使えるのか分からないなりに、「もしかしたら使うこともあるかもしれない」と考えて何の当てもなく購入していた、「トランジスタ アソートメント キットTO-92 17種類 各10pcs 」というのが役に立ちました。
 どのトランジスタを使えばよいのか全くわからないので、教えてくれたサイトの例通り、C1815という汎用のトランジスターを使います。

cdsをハンダ付けするところが用意されているが

人感センサーLED内部写真
 この人体赤外線感応モジュールには、csdが最初ついていないので、人が来れば、夜でも昼でも反応します。しかし、この製品には、cds取り付け部分が標準で用意されています。
 これは、外からは見えませんが、覆いの白いカバーを外してみると分かります。このamazonの製品では、製品の裏からでも分かる穴が空いているのは、別の用途のもののようで、cds用にハンダ付けする部分は、カバーを外したところの、接続端子部分のすぐ横にあります。

 いろいろ調べてみると、cdsには暗くなった時の最大抵抗値(暗抵抗)がいろいろなものがあるようで、買った人感センサーに使用するためには、暗抵抗1MΩのものが必要なようでした。 
 最初に何も知らずに私が注文したcdsは、「抵抗器,SODIAL(R)30個のフォトレジスタLDRフォトライト依存抵抗性5ミリメートル」というやつでした。
 これをはんだ付けしても、ライトがずっと点きっぱなしになります。「また、はんだ付けを失敗して壊してしまったか」と思ってしまいます。
 試しに指でcdsの表面を覆って抵抗値を測ってみても、50KΩほどしかありません。それで、ノーブランドの暗抵抗1MΩというやつを注文してみたりしましたが、結果は同じでした。
 結論から言えば、SODIAL(R)30個のフォトレジスタも、品番から見ると、やはり暗抵抗1MΩのもののようです。cdsというのは、表面を指で覆ったぐらいでは、抵抗値がそれほど上がらないようで、毛布などで完全に覆ってやると、やはり抵抗値はかなり上がってきます。
 ですから、暗抵抗が1MΩなかったというのは私の間違いで、正確には暗抵抗が1MΩでは、まだ抵抗値が足りていないということのようです。

 なお、「COB クローゼットライト」の改造の時は、回路の抵抗値を変えたためか、なぜかcdsを単独で取り付けるだけで、うまく夜間だけ人感センサとして働くようにできました。
 どこが違うんだろう。

 試しに、このcdsに、さらに220kΩの抵抗を付けて試してみたところ、きちんと人感センサーが暗いときだけ動くようになりました。
 抵抗値は、微調整できる方が何かとやりやすいので、cdsからコードをつないで、人感センサーの外に出したところに、504の半固定抵抗を取り付けた方が、思いの暗さできちんと光らせることができるようになります。
 なお、固定抵抗を使う場合は、2つくらいまでなら、白いカバーの中に、そのまましまい込んでしまうこともできます。

 写真は抵抗100KΩと68KΩとをくっつけている試作段階の時のものなので、抵抗が異様に長く伸びています。cds取り付け位置は、cdsが付いているところです。
 半固定抵抗は、はんだ付けしてしまうと、なぜか単独で持っている抵抗値よりかなり低い値がテスターで出てきてしまったので、そこで調整して得た値を、次に普通の抵抗で配線するというのはやりにくいようです。
 私の220KΩというのは、点灯がちょっと遅くなりすぎかもしれません。100KΩ+68KΩの組み合わせでは、早く点灯しすぎたので、半固定抵抗を使わずに組み立てたやつは微調整が面倒くさくて、とりあえず220KΩのままにしてあります。

昇圧モジュールも組み込んでみた これは失敗

 以下のように、昇圧モジュールを組み込みましたが、これは失敗でした。昇圧モジュールは、結構電力を使うようで、2日ほどしか電池がもちません。
 回路図から昇圧モジュールを取り外して、今度はセンサーだけの消費電力で、電池がどれだけ持つか実験してみたところ、満充電のニッケル水素電池で、一日2回ほどごく短時間の点灯で、1ケ月半ほどはもちました。これなら、十分実用になりそうです。
 ニッケル水素電池でも、一応センサーは働いているようです。

 センサーは4.5V以上必要なようですが、普通の乾電池を使うのなら、昇圧モジュールなどは必要ありません。私はニッケル水素の充電電池を使いたいので、それではセンサーが動かなくなる可能性があるため、昇圧モジュールを組み込んでいました。

 ダイソーのLEDには高電圧の乾電池を使わないように指示があるので、4.5V以上の電圧をLEDに流し込むのは危険です。

人感センサーと常時点灯とでスイッチを使い分け

 元々ついていたスイッチは、センサーと常時点灯とで使い分けるようにするために使うことにしました。でも、人感センサーを組み込もうとすると、このようにしながら、電灯を使わないスイッチOFFの時に、もう一つスイッチを追加することなしに、センサーに電流を行かせない方法がうまく思いつかなかったので、この回路では、スイッチがOFFになっていても、人感センサーには常に電流が流れていることになってしまっています。
 どうしても電源をOFFにしたいなら、「電池を抜く」という原始的な方法しかないので、ちょっと不細工な回路です。

懐中電灯部分に人感センサーを組み込む

 2WEY角型懐中電灯は、正面が9LED、上が1LEDの懐中電灯になっています。この懐中電灯部分を全部外してしまうと、ちょうどうまく人感センサーがすっぽりとはまります。少しだけケース内部の干渉するところを折って、センサーが引っかからないようにする必要がありますが。
 こうすると、LEDの真横方向にセンサーが向いている具合になるので、これを使う場合は、センサーが横向きな方が都合がよいところに設置しないといけません。
 同じ発想をする人が世の中には居るようで、後から評価記事をもう一度見直していたら、私と同じ頃に、このLEDにセンサーを組み込んでいる人の投稿がありました。
 2WAYランタンの方は、懐中電灯も、12LEDも共に前を向いています。こちらには無加工のまま懐中電灯部分にセンサーを取り付けることができるような押さえの部分がないので、ここにセンサーを取り付けるためには、プラスチックの覆いを長方形に切って押さえにする必要があります。

簡単な固定にはグルーガン

 基盤やセンサーなどの接着には、グルーガンを使いました。以前ホームセンターで高価なグルーガンを購入したときには、あまりの接着力のなさに、使い物にならないと放置していたのですが、へタレはヘタレなりに、すぐ取れてしまうのも、裏を返せばやり直すときに簡単に取り外すことができるので、取れやすいことが分かって、その上で使ってやる分には、使える箇所が結構あることも最近やっと分かってきました。例えば、金属むき出しの基盤の、ちょっとした絶縁なんかにもいいのではないでしょうか。もろく動きやすい部品の簡単な固定とか。
 グルーガンは、同じ大きさのものなら100均で売っている奴でも、接着能力は変わりません。ただ、電気コードが異様に短いやつは使い勝手が悪いので、別に1mのシンプルな延長コードを買って、いつも組み合わせて使います。

回路図

人感センサーLED回路図

 この回路で、トランジスタの足に抵抗を付ける意味など、分かりやすい詳しい解説が、こちらにありました。
 「COB クローゼットライト」が、同じ回路でうまく動かなくて、右往左往した後で見ると、この①③間の10KΩというのは、なぜ1KΩにしなかったんだろうと思ったりもしますが、とりあえずこれはこれで動いているので、あまり深くは追及しないことにします。

GNDは昇圧モジュールのOUTでもマイナスでも

 GNDの配線は、昇圧モジュールのOUTのマイナスでも、電池ボックスのマイナスでもかまいません。昇圧モジュールのOUT-・IN-・電池ボックスのマイナスはいずれもつながっているので、どこにつないでも同じことです。
 ただ、私は上述のように昇圧モジュールを取り外してしまったので、上の回路図の、昇圧モジュールの部分をそのまま上下+同士-同士をつなぎ合わせたような回路になっています。

負荷は+電源の直後につなぐ

 スイッチをうまいことできないかと試行錯誤する中で、LEDをトランジスタとマイナス電源との間に持っていっても同じだろうと考えてみたのですが、これは失敗でした。
 LEDがとっても暗くしか光らなくなります。
 NPNトランジスタというやつは、負荷を+電源の直後に繋いでやらないと期待通りの働きをしないそうです。

センサーの半固定抵抗

 センサーを裏側から見て、向かって左側が感度調節、右側が出力持続時間調節ねじです。感度は左の方(反時計回り)が高感度、時間は右にいっぱい回した方(時計回り)が長時間になるようです。
 私が持っている人感センサーは、感度調節を目一杯左にして高感度にし、時間調節は最低からちょっとだけ右に回したところにしています。
 時間は、ちょっとの位置の違いで、極端に急に長くなってしまうので、調整が難しいです。

HC-SR501詳細資料

 この詳細資料 を見ると、ジャンパーピンの設定は、販売時シングルモードになっているようです。外側にジャンパーピンをセット。これは動きがあっても、時間延長されず、設定時間後には自動的にOFF。数秒の不感応時間ののち、動きがあれば再点灯。
 内側にジャンパーピンをセットで、リピートモード。センサー前で人が動いている間、オンし続けて時間延長。センサー前で人が動かなくなった時点からカウント開始して、遅延時間経過後にオフ。
 普通に照明に使うのなら、モード変更しておいた方がいいでしょう。

センサー横向きは使い勝手が悪い

 実際に使ってみて、やっぱりセンサー横向きは使い勝手が悪いので、そちらは元の仕様に戻して、回路はそのまま12LEDランタンの方に移植しました。
 折ってそのままでは固定できなくなってしまったレンズ枠の固定などは、グルーガンの面目躍如といったところでしょうか。

発電機のすぐ横では使えなかった

 発電機を操作するときに、「スイッチ無しで手元が明るくなればいいな」と考えていたのですが、その用途には、この人感センサーは使えませんでした。
 発電機のすぐそばはかなり熱を持ちます。それに反応するようで、発電機を動かしていると点きっぱなしになっていました。
 残念。