LED灯部分の製作

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検索で直接ここに来られた方へ。
このパートは太陽電池を使用したLED常夜灯＋非常灯の製作編です。基本解説はこちらを参照してください。

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制御基板とLEDのマウント基板を作り、ケースに収納する場合の製作例です。
このみが分かれる部分でもありますので、気に入ったケースに収納する等自由度は大きいです。
参考例として見てください。

まず、入れ物です。初期のころは、基板むき出しで、ケースには入っていませんでした。
長期使用を考えた場合、なんじゃこれと家人に文句を言われないためにも、基板むき出しはちょっとまずいです。

とは言え、透明で天井に固定できて適当な大きさで安い物、と条件をつけて探すと難しくなります。
100均をあちこちさがして、キャンドゥで、クリーム（化粧品の方です）を入れる透明ケースを見つけました。
（裏の商品説明には、クリームケース15g×3Pとなっており、小さな文字でNo.37421と記載されています）

下の写真はケースの本体とフタです。
底の部分には、基板の取り付け穴と、電線の入る穴、ケース自体をねじ止めするための穴を空けています。


大きさは39mmの円柱状で高さは33mmです。一袋に３個入ってますので一個35円となります。
過去の経験では、100均から商品が消えると殆ど復活しないので、多めに購入してきました。

高さ方向がもう少し低いと理想的ですが、贅沢は言えません。
それと、材質がアクリルではなく、スチロールの様です（アクリルケースが35円で出来る訳がないってか）
このため、加工時に割らない様、注意が必要です。透明性は一年経過時で、それほど変化している様には見えませんが、経年劣化は不明です。

白色LED、OSW443Z4E1Pは足は4本で、アノードとカソードにそれぞれ2本づつの足が割り当てられています。
この足どうしは内部で接続されていますので、接続は同極になるどちらかの足だけでOKです。
素子自体は、内部で３個直列になっており、Vfの代表値は9.3Vです。
これを丸い基板上に３個配置しました。基板はサンハヤトの感光基板から1mm厚のNZ-E43Kを使用しました。無理をしなければハサミででも切る事ができます。
左がLED用、右がコントローラ用のパターンです。


裏表を逆に作って焼き付けました。


LED基板です。パターン面にLEDを実装しています（コネクタをLEDと反対向きに出すため）
3Pコネクタは、メス側（ソケット）3Pに、オスピン側3Pがはまる構造にしました。
メス側の3Pはピン数が多いものから3Pを切り分けました。

OSW443Z4E1Pのカソード側の足は放熱を兼ねていると考えられます。このため基板作成時の注意点として、カソード側の足のパターンは広い目にして、放熱確保を行った方が良いと思われます。
常夜灯でしか使わないのであれば、放熱は気にする必要はありません。非常灯としてフル点灯させた際の放熱確保のための配慮です。

次に制御部を別に丸く作成して、コネクタで上下に結合します。
ケースの取り付けを、基板実装後にできる様に、基板上にドライバーが入る穴を開けておきます。
また、明るさ調整の半固定抵抗は、制御基板上にあるため、LED部の基板に、調整用ドライバーが入る穴を開けます。


部品面（左）とハンダ面（右）　見にくいですが、ハンダ面右側の大きな穴の少し下にある黒いゴミの様な物体がFETです。
FETはチップ部品のため、半田面に実装する様にしました。

中心の穴が電線の引き込み穴、横の大きな穴が、ケースをネジ止めする際にドライバーを通す穴です。

電源およびCTRL信号は、基板左の3Pピンに接続します。電線を3Pのコネクタ（EHR-3）を圧着して接続しました。ここは3Pの市販ハーネスを利用しても良いかもしれません。
基板側は、L型シングルのヘッダーピンを、本来は基板にハンダ付けする側をコネクタの結合部として利用しました。EHRコネクタには、これで十分結合します。

組み立ては、ケースの底部分にスペーサを使って、制御基板を取り付けます。

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ネジはφ2mmの細い皿頭です。　ケース底面の止めネジが入る穴には、予め皿加工を行っておきます。

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制御基板を重ね、ナットで固定します。　裏返すとこんな感じです。


天井から、電源とCTRL線（3Pのケーブル）を引きだし、ケース中央の穴を通した後、両端の穴を使って、ケースをネジ止めします。
ケーブル通過の都合で、線を引き出した後に、コネクタのピンを圧着しました。
ケーブルを天井裏に通せない場合は、ケース加工の際に、底から電線を入れるのではなく、サイドから入る様に穴を開けておく方法もあります。

　
LED基板は、ネジ止めではなく、制御基板から出ているコネクタで結合します。常夜灯の輝度調整が必要な場合、LED基板の穴（Sと記入した横の穴）にドライバーを入れて、制御基板側の半固定抵抗を回します。
LED基板はネジ止めではなく、コネクタ結合のみですが、ケースの蓋をねじ込むと、外れる恐れは無くなります。

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