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  • ニトリのクリスマスツリーをUSB電源に改造してみた。

    クリスマスの季節が近づいてくると、お店にクリスマス関連のアイテムが並びますね☆
    やはり目玉はクリスマスツリーやイルミネーションアイテムでしょうか。最近はLED化されており、非常に消費電力が少ないので電池駆動の製品も増えてきましたね。
    しかし、24時間常時点灯させたいと考えると電池交換の手間や電池代がバカになりません。
    そこで、USB電源化することでモバイルバッテリーやUSB-ACアダプタから電力供給できるように改造してみました。


    クリスマスツリーに付属するコントロールユニットとは

    今回USB電源改造に使用するイルミネーションユニットです。
    今年にニトリで販売されているツリーには、このタイプの電池ボックス兼コントロールユニットが付属しています。

    コントロールユニットを開けてみると、単三電池を3本使う仕様となっています。
    乾電池を格納する部分にはゴムパッキンが仕込まれており、簡易防滴仕様になっているようです。

    一般的な使い方は、このように充電式電池やアルカリ電池等をセットして使う方法です。
    しかし、長時間使いたい場合は電池交換の頻度が高く手間がかかります。


    USB電源を仮接続して動作チェックしてみた

    まずはUSB電源で動作可能かどうかチェックしてみる為に、USBワニ口クリップ電源コードで仮配線をしてみました。
    基本的には1.5Vが3本で4.5Vで動作する設計ですが、電池駆動の製品は基本的に幅広い電圧で動くように設計されているものが多いです。
    下はニッケル水素充電電池の1.2V*3本=3.6Vから、上は1.5Vリチウム乾電池の初期電圧1.8V*3本=5.4Vまで対応するように設計しないといけません。
    という事は、USBの5Vでも問題ないのでは??という考えでUSB電源を接続してみました。

    5V時の電流は0.08A~0.12AとLEDならではの低消費電力です。
    しかし乾電池で使うとなると24時間の連続点灯は避けたいところ。
    ひとまず耐久試験ということで、この状態で1週間ほど連続点灯させてみましたが特に問題は発生しませんでした。


    クリスマスツリーのコントロールユニットを分解する

    USB電源の5Vでも故障や発熱することなく正常に動作し続けたので、早速改造に取り掛かりましょう。
    まずはコントロールユニットのビスを取り外して内部をチェックしてみたいと思います。

    ビスを外して基板押えカバーを取り外しました。
    内部は8pinのICが搭載された基板で構成されていました。

    コントロールユニットの基板です。
    基板型式はJL-863F-Sとなっており、ICの表面にも863Fと印字されていました。
    チップの素性は謎ですが、コンデンサや抵抗などが一切搭載されていない潔い設計に驚きます(^^;
    ICの電源周りも電池直結という状況なので、スイッチング電源を取り付けるとノイズの影響で正常に動作しない可能性もありますね。。。

    ひとまずUSB電源化といことで、長さ1mのUSBケーブルを買ってきました。
    先端は切断して利用するので、MicroUSBでもTYPE-Cでも問題ありません。色や長さで選ぶと良いでしょう。

    まずはコントロールユニットに先ほどUSBケーブルを通すための穴あけが必要です。
    今回はブラックアンドデッカーのUSB充電式ドライバーを利用しました。

    充電端子はMicroUSB B端子を採用。
    ドライバーに専用ACアダプタは付属していますが、一般的なUSBケーブルで充電可能です。


    クリスマスツリーのコントロールユニットを改造する

    付属のドリルビットでサクッと穴をあけました。
    この時、基板や既存の配線を破損させないように十分注意しましょう。

    この通り、綺麗に穴が開きました。
    USB充電式ドライバーでもこの程度の樹脂であれば穴あけ加工など十分対応可能ですね✨

    コントロールユニットにちょうど良いサイズの穴が開いたので、次はMicroUSBケーブルの加工に移りましょう。
    加工に必要な道具はニッパ一本です。

    こちら側のコネクタは必要ないので・・・

    ニッパでチョッキン!カットしちゃいましょう(^^

    カットしたUSBケーブルを外側から中側に向けて穴を通します。

    先ほど穴を通したUSBケーブルの先端部分を5cmほど被覆を向いて内部ケーブルが見えるようにしましょう。
    USBケーブルの場合、赤・黒・白・緑の4色のケーブルが通っています。
    それぞれ役目がありますが、電源として使う場合は赤・黒の2本だけ残して、白・緑は切断して問題ありません。

    さらに赤・黒のケーブルは先端の被覆を向いて、中の銅線が見える状態まで加工します。

    そして、内部の銅線に予備ハンダ作業を行います。
    予備半田とは事前に銅線部にハンダを浸透させておく作業を意味します。

    事前にハンダを浸透させておくことで、次のハンダ付け作業がスムースに行えるようにするのが目的です。
    ハンダ、ハンダコテ、一眼レフを一度に持って撮影したので、あまり良い角度で写真が撮れませんでした。すみません。

    先ほどのケーブルを基板に半田付けして作業は完了です。
    基本的には黒がマイナス、赤がプラスという色分けになっています。
    この考えでほぼ90%間違いありませんが、念のためにテスター等で極性をチェックしておくと良いでしょう。

    この状態でモバイルバッテリーを接続して点灯試験を実施しました。

    ところが、LED自体は点灯するものの、点灯パターンによっては動作がおかしいようです。
    ゆっくり明暗するようなパターンは高速で点滅して明らかに異常な状態です。
    おそらくスイッチング電源のノイズに起因するICの異常動作だと思われます。

    という訳で電源ノイズ対策の基本となるコンデンサ増設を行いました。
    この基板は電池駆動という事でコンデンサの類が一切搭載されていませんでしたが、基本的にはマイコンICの電源部にコンデンサを装着するのが一般的です。
    本来は積層セラミックコンデンサを搭載したい所ですが、手持ちがなかったため小容量のアルミ電解コンデンサを搭載しました。
    この状態で様々なUSB電源に接続して動作確認しましたが、全く問題ありませんでした☆

    ハンダ付け作業が終わったら、ケーブルの断線を防ぐための固定作業を実施しましょう。
    今回は紫外線硬化樹脂を使って短時間で仕上げたいと思います。
    これは手芸やアクセサリー制作で利用されるUVレジンです。

    まずはUSBケーブルの長さを調整して無理のない引き回しを取りましょう。

    そしてUVレジンを適量流し込みます。
    不意にケーブルが引っ張られた時や、万一ハンダ付け箇所が外れてしまった時を想像しながら塗布しましょう。

    UVレジンを固める作業を行います。
    基本的には太陽光などでも硬化させることが可能ですが、短時間で硬化させるにはLEDやUVランプを使った人工光が最適です。
    今回はハイパワーUVLEDを搭載ししたネイル用の紫外線ランプを使ってみました。

    UVレジンの硬化中はレジンの急激な発熱や軽い発煙などの現象が発生します。
    これは正常な化学反応なので焦らず作業を続行しましょう。

    UVレジンが完全に硬化すると、表面がカチカチに固まり、ベタつきなどが無くなります。

    最初に外したカバーを再度装着して、改造作業は完了です。

    では実際にツリーに装着して点灯させてみましょう。
    明るさも十分で多彩な点灯パターンがあるので、お値段以上の価値があると思います。


    USB電源化作業のまとめ

    いかがだったでしょうか?
    LED全盛の時代という事もあり、売られているものはコンセント式ではなく、電池式の物が多くなりました。
    省電力だからこそ、時間を気にせず長時間点灯させたい!と考える方も多いかと思います。
    比較的簡単に改造出来て電池代や交換の手間も不要となりますので、ぜひUSB電源化改造にチャレンジしてもらえればと思います。


  • NR-E413PV Panasonicエコナビ搭載の冷蔵庫を分解してみた。

    NR-E413PVというエコナビ搭載の冷蔵庫が安売りされていたので、研究の為に購入してみました。
    今回はPanasonic製ということで、エコナビやナノイーなどのロゴマークが入っています。
    容量は406リットルで、冷蔵庫としてのグレードはミドルレンジといったところでしょうか。

    NR-E413PV冷蔵庫の内部をチェック

    冷蔵室内の写真です。
    まだ新品という事で中身はピカピカ✨
    固定用のテープも貼られた状態となっています。

    ちなみにPanasonic製の冷蔵庫が他社と大きく違うポイントはこの冷蔵室内の出っ張りです。
    ここには冷蔵庫の心臓部であるコンプレッサーが格納されています。
    コンプレッサーは冷蔵庫の中でも重量物になりますので、本来は本体下部に格納されるべきものです。
    では、なぜコンプレッサーが上にあるのでしょうか。

    冷蔵庫の大半は、上部が冷蔵室、その下が製氷室、そして野菜室や冷凍室という順に並んでいます。
    ところがコンプレッサーがある場所はどうしても部屋が狭くなってしまします。
    つまり普通であれば冷凍室や野菜室が狭くなるのですが、冷凍食品が進化したこの時代においては冷凍室の容量を最大限に確保したいですよね。
    その解決策として、本体上部にコンプレッサーが格納されています。

    下段には冷凍食品を格納するための冷凍室があります。
    他社同等クラスと比較すると非常に奥行きに余裕があり、2割くらいは大目の食品が格納できるのではないでしょうか。

    こちらは最下段の野菜室です。
    奥行きがたっぷりあり、沢山の野菜を格納することが可能です。

    ちなみに野菜室には野菜の鮮度を保つための仕組みとして、「MOISTURE CONTROL」という境界プレートが装備されています。

    仕組み的には不織布フィルターのようなものになっており、野菜室の湿度を適切に調節することで野菜を長持ちさせるというものです。

    冷蔵庫最下段のドア内部です。
    冷気の吹き出し口などが見えますね。

    NR-E413PV冷蔵庫の基本スペック

    遅くなりましたが、ここで銘板をチェックしてみましょう。
    型式:NR-E413PV-W型
    電圧:100V
    電動機消費電力:87W
    冷媒はR600aとなっています。

    冷蔵庫におけるエコナビの仕組みに迫る

    では冷蔵庫内の照明を見てみましょう。
    照明は上部と左右に搭載されており、それぞれ白色LEDが組み込まれています。
    省電力のLEDを照明として利用するのは世の中のスタンダードですね。

    また冷蔵庫内にはLUMINO SENSORと書かれた光収納量センサーが搭載されています。
    ここがPanasonicのエコナビ機能を実現する重要パーツになります。

    光収納量センサーの使われ方は庫内灯のLEDやセンサー部のLEDを利用して内部の食品量を計測します。
    上部LED、右側LED、左側LED、センサー部LEDの4か所を順番に点灯させる事で、センサーに届く光の量を測定し食品量を想定するという仕組みです。

    センサー部には上下2個の素子が搭載されています。

     

    エコナビセンサーを拡大してみる

    上部の素子を拡大してみましょう。
    こちらは内部がLEDのような形状をしていますね。指向性が高そうなリフレクター形状です。

    そして下側の素子です。
    こちらはRGBカラーセンサーのような形状ですが、写真を見る限りでは2素子?のようなので、RGB色判別まではしていないかもしれません。

    庫内に一眼レフカメラとフラッシュを入れて、ドアを閉めた状態でリモート撮影してみました。
    すると、光収納量センサーの上側素子がブルーに光っています。
    という事はやはりLEDという事で間違いなかったようです(^^

    光収納量センサー部のLEDと庫内灯を活用して食品量を計測するというアイディアは素晴らしいですね。

    エコナビの動作原理はここで詳しく紹介されています。

    冷蔵庫の裏側をチェック

    冷蔵庫内の観察が完了したので、一度電源を切って冷蔵庫の裏側を見てみましょう。
    裏側には運搬時の注意事項が記載されています。
    この注意書きによると、電源を切ってすぐに再投入してもコンプレッサーが回らない事があるようです。
    7分以上間を置くように記載されていますので、注意しましょう。

    また「危険」と書かれたラベルもありました。
    冷蔵庫に利用されている冷媒は、イソブタン(R600a)となっています。
    R600aイソブタン冷媒はオゾン破壊係数ゼロ、温暖化係数GWP3と非常に環境にやさしい冷媒です。
    ただし、非常に可燃性が高いガスで、身近なところではカセットコンロのガスがそれに該当します。

    断熱材に利用されている断熱発泡ガスはシクロペンタン(Cyclo-Pentane)です。
    こちらも引火性が高い素材ですので、冷蔵庫の取り扱い??には注意しましょう。

    冷蔵庫の裏側全体像です。
    Panasonicの冷蔵庫はコンプレッサーが上部に搭載されており、冷凍室や野菜室の容積を最大限確保するような設計になっています。
    ちなみに一般的な冷蔵庫では重量物でもあるコンプレッサーは本体下部に搭載される事がほとんどです。

    NR-E413PV冷蔵庫を分解する

    では実際に冷蔵庫上部のカバーを取り外してみましょう。
    一般的なプラスネジで固定されているので、サクッと分解可能です。

    先ほどのカバーを取り外してみました。
    中央部にはPanasonicと記載された黒いコンプレッサーが搭載されています。
    その周辺には銅製の美しい冷媒配管が並びます。

    NR-E413PVに搭載されるコンプレッサーはPanasonic製のTKB91E20DAHです。
    スペックは100Vの可変速タイプ、レシプロコンプレッサーとなります。

    コンプレッサーといえば、本体下部の金属部にガチっと固定されているイメージですが、上部コンプレッサーの場合はどのように固定されているのか?
    なんと樹脂フレームに防振ゴムを介して固定されていました。
    最近は自動車のエンジンにも樹脂部品が使われる時代であると考えれば、特に問題はないのでしょう。

    このように肉厚の防振ゴムなので、冷蔵庫本体に伝わる振動は皆無でした。
    経年劣化で振動が気になる場合はこのゴムを交換すればよさそうですね。

    また樹脂のコンプレッサー室にも大型のスポンジ素材が貼り付けされていました。
    振動騒音対策は凝った作りになっていますね。

    そしてコンプレッサーは当然発熱する部品ですが、それを冷却するためのファンが搭載されていました。

    PC等で利用されるような樹脂製のブラシレスDCファンのようです。

    使用されていたのは日本電産製の9CMファンでした。
    型式はNidec T92T09MS1AA7-53で、9V 0.09Aの回転信号付き、3線式ファンです。
    ちなみにこのファンの吸気は冷蔵後上部のスリットを利用していますので、ホコリは吸い放題です。
    1年に1度はこのカバーを開いて掃除するようにしたいですね☆

    冷媒配管はスポンジ等できっちりと断熱されており、あえて手を加えて効率UPを狙う改造は不要に感じました。

    続けて本体下部のカバーも気になるところ。
    本来であればコンプレッサーがいる場所ですが、上部コンプレッサーの冷蔵庫は何が入っているのでしょうか。

    気になったら、まず分解。
    一般的なプラスビスなので、簡単に分解可能です。

    本体下部のカバーを開くと、トレイのような部品が現れました。
    右側にはファンのような部品も装着されています。

    このトレイはドレンパンで結露した水分などが一旦ここに溜まります。
    それを右側のファンを使って気化させる仕組みですね。

    右側のファンにはスポンジで厳重なシールがされており、効率的に気化させる事ができるようになっています。

    こちらのファンも上部コンプレッサー冷却のファンと同じものでした。
    一般的にはこのようなDCファンにも寿命がありますが、3線式で回転状況をモニタしていると思われます。
    十数年後に起こるであろう故障時には、このようなファンを交換するだけでエラー解除できる事象があるかもしれませんね。
    このファンの存在を忘れずに覚えておきましょう(笑)

    NR-E413PVのまとめ

    いかがだったでしょうか。
    冷蔵庫というと、普通は食品を入れて使うだけの人が多く、コンプレッサーを見たりする機会も少ないのではないでしょうか。
    コンプレッサー部には冷却ファンがあり、掃除の必要もあるという事を知っていただいただけでも価値があったかと思います。
    定期的に掃除をすることで省エネ、長寿命化にもつながります。
    設置後数年たっている方は、清掃を兼ねて一度チェックしてはいかがでしょうか。


  • Lexar NS100 1TBのSSDをテスト、分解してみた。

    Lexar NS100 1TBのSSDを買ってみました。
    今回はメインPCの起動ディスクをアップグレードする目的です。
    もともとSSDは利用していましたが、5年ほど前の製品であるHDTS225XZSTAを利用していました。
    今回は数年ぶりに最新世代の格安SSDを購入し、実際にメインPCで運用テストをするという内容も兼ねています。


    Lexar NS100 1TBのパッケージ

    今回購入したLexar NS100 1TBのSSDです。
    日本向けパッケージ品で3年保証もついています。

    店頭にて購入したため、国内正規代理店「株式会社ファスト」のシールが貼り付けされています。
    故障した際に直接海外メーカーに連絡を取る必要もなく、並行モノには無い安心感がありますね☆

    日本向けパッケージ品なので、裏面の表記もしっかり日本語表記されています。
    正式な型式はLNS100-1TRBJPで、最大転送速度は520MB/sと記載されています。


    パッケージを開封する

    では早速パッケージを開封してみましょう。
    内容物は緩衝材トレイ、マニュアル、NS100本体のみです。
    HDD→SSD過渡期にあったようなデータ移行キットや、スペーサなどは付属していません。これも時代の変化ですね(^^

    Lexar NS100 1TBの表面写真です。
    アルミダイキャスト風の梨地加工がされていますが、素材自身はプラスチックです。
    もはやアルミ素材による放熱も必要なくなったという事なのでしょう。

    Lexar NS100 1TBの裏面です。
    こちらも梨地加工となっていますが、プラスチック製です。
    ビス止め部には金属素材が埋め込んであるので、固定時の強度は問題なさそうです。

    Lexar NS100 1TBのDC 5.0V / 1.6A の電源容量が必要です。
    また生産国は MADE IN CHINAとなっていました。

    Lexar NS100 1TBの組付けはツメによるはめ込み固定のみでした。
    また格安品ながらも、ビス固定部にはテーパー状の加工がされており、取り付け等の容易さは確保されています。


    Lexar NS100 1TBを分解してみる

    Lexar NS100 1TBの先ほどの写真で分かる通り、ツメで固定されているだけでした。
    ちょっと力を入れて捻ると、パカッと勝手に開きました。
    このように分解が容易なのはポイントが高いですね☆
    分解して気になるのは基板のサイズでしょうか。今や1TBの容量でもこのサイズで実現できてしまうんですね!

    Lexar NS100 1TBの基板を取り出してみました。
    こちらは表面となっていますが、コントローラーチップ、NANDチップともにLexarロゴが入っていました。
    コントローラ型式:DM918
    NAND型式:TS22T1B1
    いずれも詳細情報は見つかりませんでした。現時点では素性不明といったところです。


    基板裏面にはLexarロゴのNANDが搭載されているのみでした。
    このモデルにはDRAMキャッシュなどの構成部品はなく、SLCキャッシュ方式を採用しているように感じますね。


    Lexar SSD Dashを試してみる

    ちなみにLexarのSSDを購入すると、Lexar SSD Dashという管理ソフトが無料で利用可能です。
    SSD自身のファームウェアバージョンや利用状況が一目でわかる画面です。

    またSSDを安全に廃棄できるよう、データ消去(セキュアイレイス)の機能なども含まれています。

    もちろんSSDの健康状態を確認する為の、S.M.A.R.T値も確認可能です。

    ディスクマイグレーション等の機能はありませんが、健康状態の把握など安全に運用するためのツールとしては十分利用価値があるものです☆


    Lexar SSD NS100のベンチマーク結果

    まだ購入してディスクイメージのバックアップを取ったばかりの状況ですが、CrystalDiskMark8.3.1にて状況を確認してみましょう。
    電源投入回数は4回、使用時間は0時間となっており、ほぼ新品の状態です。

    まずはCrystalDiskMark6.0.2にてベンチマークテストです。
    ベンチマーク条件はすべてフォルトのままです。
    Read 234.9MB/s
    Write 344.4MB/s
    このように想定より低い数値しか表示されませんでした。

    そこで、IRST(インテルラピッドストレージテクノロジー)のドライババージョンを色々と変更してみることに。
    IRSTダウンロードリンク

    現時点でバージョン: 17.7.0.1006 (最新) 日付: 2019/09/30という物が最新になっていましたが、これはすでにインストール済みです。
    まず分解。の環境ではかなり古いものが適合し、バージョン: 12.8.2.1000というバージョンを入れるとネイティブで動作するようになりました。
    IRSTドライバーに関しては最新バージョンではなく、利用しているPCのチップセットに適合したバージョンをインストールする必要がありますね。
    特にエラーメッセージ等も表示されず、どのバージョンでもインストール出来たので気づきにくいかもしれません(^^;

    再びベンチマークを実施してみました。
    Read 549.0mb/s
    Write 501.5MB/s
    結果はこのように非常に高速な値となりました。


    Lexar SSD NS100のまとめ

    今回はTLCチップ採用の格安SATA接続SSDとして、Lexar製のNS100 1TBを購入してみました。
    格安品という事でパフォーマンス面の不安がありましたが、非常に高速な読み書きが可能でした。
    市場にはQLCタイプの4bit記録モデルも流通し始めていますが、連続書き込みをした際のパフォーマンス低下などの課題もあるようです。

    大容量SATA接続のSSDを狙っている方は、TLCタイプの格安SSDが流通している今の時期が最後のチャンスかもしれませんね。
    そんな方にこの記事が参考になればと思います。