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KOWA製LEDスタンド EK213用調光器+ファンレスPC用電源の製作 [電子工作]

2020年1月20日の日記

lupinus4.jpg あかるい~~[晴れ][晴れ]

  年末に作ったファンレスPCの電源も兼用しています。

KOWAのLED製デスクライトEK213を使っています。面発光の優しい光がとても気に入っています。明るさという点ではGENTOSなどの製品の方が明るいと思いますが,明るいものほどLEDが1灯のものが多く,本を読むくらいだといいですけど,メモ書きしたり,iruchanみたいに工作をするには,どうしても手の影ができてしまって見にくいです。

かといって,今もデスクで使っている,インライン式のLEDランプの場合は,チップのLEDが多数並んでいて,影ができにくいのですが,今度は多数の薄い影が周囲にできてしまい,単灯式のものよりマシですけど,やはり見にくいです。

KOWAのLUPINASシリーズはアクリル板に反射させて,液晶モニタみたいに何枚かフィルタが入っていて,面で発光するようになっていて,こういう影ができにくく,本を読むには最適です。今時珍しい,Made in Japanというのもうれしいです。

ということで,本機を使っているのですが,ちょっと買うタイプを間違えて,普通のデスクライトのように,卓上型のタイプじゃなく,クリップ式を買っちゃいました。こっちの方が便利,と思ったのですけれど....やはり通常のデスクライトタイプの方が便利です。

今さら買い直すのもなんだし,やはりACアダプタが邪魔だな~と思っていたので,電源一体式のデスクライトに改造することにしました。

ついでに,調光機能があると明るさを変えられて便利なのでつけることにします。実際,市販のデスクライトにも6段階など調光機能がついているものがありますね。でも,これらはボタンを押して制御するんですが,簡単にVRを回して調整,と言う機能ではありません。いまはそういうものを作るとかえって金がかかるのでしょう。今回は昔ながらのアナログ制御? 式です。前回,インライン式のLEDランプの調光器を作った際に基板を量産していて,手持ちもありますしね。

それに......。

ここまでは以前から考えていたことだったのですが,年末にファンレスPCを製作したんですけど.....。

ファンレスPCの場合,電源はDC12VのACアダプタを使うことが多く,筐体の中で,ATX電源として機能するよう,DC-DCコンバータがついていて,12Vと5Vの電源を作るようになっています。

それで,前回はACアダプタを買って使っていたのですが,今回はLEDデスクライトと兼用で電源を作ろうと思いました。

☆電源

電源はスイッチング電源ですが,COSELのTUHS25F12を買いました。値段は通常の基板型のスイッチング電源の3倍位しますけど,フルモールドタイプの極めて小型なスイッチング電源です。容量は12V,2.1Aで,Nゲージのコントローラなんかに最適ではないかと思います。実はそれ用に買ったものですけど.....。今回,1個,流用することにします。

TUHS25F12.jpg COSELのTUHS25F12。小さい~~っ!!

容量的には,今回自作したファンレスPCは12V,2AのACアダプタで快調に起動しているので,このスイッチング電源でも動作するはずです。

なお,TUHS25F12は外付けヒューズが必須です。基板式のものは基板上についていますけどね。定格は3.15Aのスローブロータイプと規格表に書いてあります。何でそんなに大きいのが必要なのか.....と思っていたら,かなりラッシュカレントが流れるためのようです。残念ながら,その定格のヒューズは入手できなかったので,通常タイプの3Aを使いました。

LEDスタンド用としては,ケースが問題なんですけど,Hammondの小型アルミダイカストケースがちょうどいい大きさなのでそれにしました。以前,たまに,メーカ製のパワーアンプなんかで音量調整用のボリウムがないものがありますけど,そう言うものをテストするときに便利なアッテネーターボックスを作るときに使って,なかなか具合がよいので再度,使います。赤の縮み塗装がとてもきれいです。

さて,早速,ケースを穴開けして作ります。ものの30分もあれば穴開けは終了です。電源SWは照光式ロッカーSWを使いますが,これでドツボにはまっちゃうんですけど.....[雨][雨][雨]

☆回路

LEDスタンド用の回路としては,PWM式調光回路となります。出力電圧は12V固定ですが,パルス式にして,パルス幅を可変してLEDの明るさを調整します。スイッチング周波数は20kHzにして,ちらつきを抑えるとともに,耳にスイッチング音が聞こえないようにします。

ファンレスPC用の電源としては,外径5.5mm,内径2.5mmのACアダプタジャックを設けて,そこから出力することにします。当然,こちらの方はSWは設けません。うっかり切ると大変なことになりますので.....。

なお,調光器内部の回路は,前回の調光回路と同じです。回路についてはこちらをご覧ください。

EK412電源+調光回路.jpg回路です。

☆組み立て

さて,ケースの穴開けが終わったら,配線します。今回,調光器の基板は前回量産したものですし,買ったものはほとんどありません。手持ちの部品で済んじゃいました。

調光回路基板.jpg 調光基板です。

  タイマ555で発振し,NJM2903コンパレータでPWM波を作ります。

さて,回路が間違ってないことを確認してスイッチオンします。

ん,あれ?

一応,KOWAのLEDライトの部分はちゃんと点灯し,調光することも可能なので成功のようです。ところが....。

ロッカーSWのLEDが点灯しません。あちゃ~~。

実は,最初にDC12Vの電源と,SWを配線し,その段階でテストしたときには点いていたのですが.....。

使用した日本開閉器(今はNKKスイッチズと名前を変えちゃったようですが.....。どうにもなじめません)製のロッカーSWは何度も使っていて,お気に入りなんですけど,照光式のLEDが別配線になっていて,必ずしもAC100Vではなくてもいろんな電圧で動作できるのがメリットです。むかしのネオンランプ式なんかだとAC100Vしか使えませんでしたけど.....。いい時代になりました。

ところが,おそらく,うっかり,LEDのところに直接12Vがかかっちゃったのだと思います。抵抗も介さずに12VもLEDにかけちゃうと壊れます......[雨][雨]

困ったな~~~。

今からまたSW買いに行くの面倒だし.....と言うことでSWを分解して,LEDだけ,交換しちゃいました[晴れ]ようやるよな......

意外に簡単で,無事に幅3mmの角形LEDに交換できました。うっかり,スイッチの樹脂が緑色なので,LEDは白で,樹脂で色が緑になっているんだ,と思っていましたが,切れたLEDは緑色だったようです。日開のSWにはない,白色の照光式SWになっちゃいました.....。

ま,これも珍しくていいかと放置プレイです。

rocker sw.jpg ロッカーSWのLEDを交換しました。

無事にLEDが点灯し,調光回路が動作すればOKです。VRで微妙な光量に調整できてゴキゲンです[晴れ][晴れ]

lupinus電源ケース内部.jpg 

   ケースの中身です。空いたスペースは電源です。

lupinus5.jpg 調光機能もつけました。

☆PC用電源のテスト

さて,いよいよ年末に作ったファンレスPCに接続してみます。

ところが.....。

なんとかBIOS画面までは立ち上がって,例のくるくる回るWindows起動中のアニメーションまでは出てくるのですが.....。そこまでで,やはりWindows10は立ち上がりません。途中でHDDが止まり,画面は真っ暗になりました。

といって,容量不足が原因ではなさそうです。もし,容量不足なら,スイッチング電源の保護回路が動作して,電源を遮断してLEDスタンドは消えてしまうはずですが,そうではありません。PCも画面が真っ暗ですけど,パイロットLEDは点灯したままですから,電源は入っているようです。

とすると......。

おそらく電源の質によるものだと思います。リップルが大きいとか,出力の変動が大きいとか,あと,根本的に微妙に電圧が12Vでないとか,そういうことが原因で,Windowsが立ち上がらないのだと思います。

困ったな.....[雨][雨]

ということで,改めてCOSELの規格表を見てみると,+BC,ーBCの端子にコンデンサがいるようです。

うっかり,ちゃんと規格表を読んでなくて,この端子は空けてありました。この端子は平滑用の端子で,標準で120μFのコンデンサを接続しておく必要があるようです。ここになにもつながないとリップルが大量に出力されてしまい,PCは電源の変動を検知して起動しないんですね。電圧を測ってみると,80V以上の電圧がかかっています。コンデンサの耐圧は160V以上が必要です。

ようやく160V,100μFの電解コンデンサを接続したら無事に起動しました。やれやれ~~。

PCを起動してもスイッチング電源自体はほんのり温かくなるだけで,問題なさそうです。


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