ikeaのおしゃれ照明を改造！照度センサーで夜になったら自動で点灯させる
イケアのイルミネーション・デコレーションライトVISSVASS ヴィスヴァスを購入しました。
妻からの指令は、
- 暗くなったら自動的に点灯させて！
- 電池すぐ切れるからなんとかして！
の２点。
ということで、改造の方針としては、
- 照度センサーを使って、周囲が暗くなったらオンさせる
- USBで駆動させる
でやっていこうと思います。
分解してみた
まずはコントローラ部を分解してみました。
タイマーICと周囲部品が少しあるだけの単純な構成です。
タイマーは、スイッチをオンさせてから6時間後にオフして、スイッチをオンした時間に再び点灯するという仕様になっています。
この仕様もちょっと微妙なので、暗くなったら自動的にオンするようにしてほしいという要望は当然ですね！
回路図
分解したコントローラ部を回路図に起こしてみるとこんな感じになります。
タイマーICでトランジスタを制御しています。
トランジスタがオンするとLEDに電流が流れ点灯、オフすれば消灯します。
フォトレジスタを使った照度センサー
改造の方針ですが、タイマーICをを取っ払って照度センサーでLEDに流れる電流を制御しようと思います。
センサーとしてはフォトレジスタという素子を使います。
フォトレジスタとは？
フォトレジスタは素子に入射される光の強度が大きいほど抵抗値が下がる素子です。
フォトレジスタは半導体でできており、光が照射されると素子内に自由電子が生成されるため抵抗値が下がるのです。
逆に周囲が暗くなると抵抗値が大きくなる特性を持っています。
改造した回路
抵抗とフォトレジスタで抵抗分圧した電圧をトランジスタに入力します。
元々のトランジスタはバイポーラだったのでベース電流が流れてしまい電圧がずれてしまいます。
そこで、トランジスタはMOSFETに変更し、ゲートに分圧した電圧を入力しています。
MOSFETのオン抵抗はゲート電圧によってこのように変化します。
したがって、周囲が暗くなってフォトレジスタの抵抗値が大きくなるとゲート電圧も大きくなり、オン抵抗が低下していくことになります。
これにより、LEDに流れる電流が大きくなり、明るくなっていきます。
USB電源で動作させる
元々は単3電池3直列で動作するようになっているので、電圧は4.5Vです。
USB電源にすると、電源電圧が5.1VになるのでLEDに流れる電流が増えますが、LEDは80球あるので少し明るくなる程度で壊れるといった問題はないでしょう。
百均で購入したUSBケーブルをカットして、電池ソケットのプラス端子、マイナス端子にそれぞれ接続します。
USB充電器に接続してもいいですし、モバイルバッテリーに接続することもできます！
ダイソーのモバイルバッテリーの場合、電流が少なすぎてすぐにオフしてしまいました。
こちらの記事で対策回路を紹介しています。
完成！
追加した回路は小さいので電池が収められていた部分に余裕で収まります。
フォトレジスタの受光面を外に出すための穴を空けて固定すれば完成です！
周囲の明るさに応じて照度が変化
想定通りに動作するか確認してみましょう！
周囲の明るさを徐々に変化させると、照明の明るさが変化していくのが分かります。
暗くなると自動で点灯する照明ができました🔆
明るさがアナログ的に変化するのが意外といい！ pic.twitter.com/3DM70J1bj9
— りょうのすけ (@ryo_analog) August 27, 2022
デジタル的にオン・オフするのではなく、アナログ的に連続的に変化していくのがいい感じです。