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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。


  • PT70DW 24時間デジタルタイマーコンセントを試す。

    PT70DW 24時間デジタルタイマーコンセントのレビューです。
    私はベッドサイドのLED照明を目覚ましと連動させて点灯させるのに活用しています。
    従来はアナログ式のモノを利用していましたが、半年ほど使ったところでカタカタ音が鳴りだしたので、電子式に交換しました。
    アナログ式は60Hz周波数と連動していたので、ほぼ時間が狂わないのがメリットでしたが電子式は内部時計の精度次第といったところですね。

    まずはパッケージ写真です。
    届いた時点で時計が表示されていました。時間は全く違いますが内部に電池が存在しているようですね。
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    本体を取り出しました。
    液晶に指で触れたような跡があったり、しましたがフキフキしておけば大丈夫でしょう(笑)
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    PT70DW 本体仕様です。
    電圧はAC100Vなので日本国内のみの使用と考えた方がよいでしょう。
    定格電流は15Aとなっています。
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    入力コンセントは耐トラッキング仕様となっており、安心して使えますね♪
    DSC_0450

    この手の商品は、内部構造を確認しておいた方が安心です。
    以前利用していたアナログタイマーも時間が来ても通電しない、分解してみると元から半田がはがれているという始末。
    安物を使うには自身で安全を確保するという考えが必要ですね(^^;

    本体は通常のプラスねじが2本、簡単に開きます。
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    ふたを開けてみました。
    内部は高圧系の基盤と、時計側の弱電系にわかれています。
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    問題の電源部。この製品はしっかりと固定されており事故の心配はなさそうです。
    安心して使ってもらって大丈夫(笑)
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    念のため、マクロレンズで拡大撮影。
    しっかり固定されており問題ありません。
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    時計に電源を供給している細いコードも確認してみましたが、しっかり固定されています。
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    さらに分解を進めましょう。
    時計側のコードを外すと、液晶表示が消えました。
    高圧側の基板にバッテリーが装備されているようですね。
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    この緑の部品がバッテリーです。
    最初は電気二重層コンデンサかと思いましたが、Ni-MHの文字。1.2V 40mAhとなっています。
    時計保持だけなのでこの容量で十分なんですね。
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    高圧側の基板を外してみました。
    最大15Aと書いてあることもあり、電源リレー部分のパターンは強力です。
    先ほどのニッケル水素電池へのパターンを追いかけましたが、スイッチング電源のようなものは見当たりません。
    ダイオードで整流して適当な抵抗で落としているだけ??
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    中にはオシャレなはんだボールが存在したり、この回路パターンでは影響ありませんが、気分的にお掃除しておきました♪
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    続いて時計部の分解です。
    導電ゴム接点と液晶パネルという一般的な構成です。
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    液晶をはがすと、黒い半導体チップのようなものが。。。
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    ペリっとはがれました。普通のゴムシートです。
    おそらく後ろの端子が液晶に接触しないよう絶縁しているものと思われます。
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    内部構造の研究は完了したので、元に戻して電源を入れてみましょう。
    液晶表示は日本語表示で分かりやすいですね。
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    実際にタイマーが作動しているときは、ブルーのLEDが点灯し動作が確認できます。
    ちなみに、右上のプログラムボタンを3秒押すと強制的にリレーONできますので、タイマー以外にちょっと使いたい時には大変便利。
    またこの状態はタイマーの動作を阻害しないので放置しておけばタイマーに従い動作します。
    また強制ONのキャンセルは同じようにプログラムボタンを3秒押すと解除できます。

    さらに、時計ボタンを8秒押すと同様にリレーがONしますが、このモードはタイマーに影響されえず常時ONとなります。
    2モードでリレーを任意にON/OFFできるのはこの商品一番の利点ではないでしょうか?
    私自身は大変重宝しています(^^

    PT70DWの後ろに見えるのは、従来使っていたアナログタイプ。
    これは直感的に設定できて便利だったのですが、動作音の大きさが難点ですね。。。

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    さてタイマーのプログラムを見てみましょう。
    タイマーはON設定 14プログラム / OFF設定14プログラムとかなり大量に設定可能です。
    しかも、内臓バッテリの効果で電源を抜いても記憶しています。
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    こちらはOFF時間の設定モード。
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    さらに曜日を設定可能です。
    これは曜日に関係なく毎日動作させる設定です。
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    そのほかには、月曜日だけとか。
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    火曜日だけとか、曜日ごとの設定もばっちり。
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    さらにうれしいのは土日だけ設定。
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    平日だけ設定も可能と、非常に充実した内容です。
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    並みの目覚まし時計以上に細かい設定ができるのが嬉しいですね。
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    想定される用途としては、水やりや水槽関係の自動化だと思いますが、私のようにベッドサイドの電源制御を任せてしまうのも非常に便利ですよ♪


  • USB付き海外コンセント変換プラグを試す

    USB付き海外コンセント変換プラグを買ってみました。
    従来から単一の変換プラグは存在していましたが、最近は全パターンの相互変換およびUSB充電機能が装備されたものも販売されています。
    USB給電があるということは、多数のACアダプタを持ち歩かなくてもスマホやカメラの充電まで出来てしまうわけですね(^^
    というわけで、早速購入してみたのでレポートします。

    アマゾンから届いた商品を開封してみると、本体とマニュアルが一冊。
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    変換後の出力コンセントは、USタイプ(日本も)、AUSタイプ、EUROPEタイプ、UKタイプと主要な種類にすべて対応♪
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    本体サイド面にはUK、EUROPE、US、ASUの切り替えスイッチがあります。
    つまり、入力側も世界各国に対応。世界中を飛び回るビジネスマンもコレひつで納得の仕様です。
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    まずはヨーロッパ仕様から。
    EUROPEにスライドスイッチをセットし、ボタンを軽く押し込みます。
    するとバネの力でヨーロッパ用端子がパチッ出現します。
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    あとは端子を最後まで広げてあげると、ロックされヨーロッパ用コンセントに接続可能となります。
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    次にイギリス仕様を試してみましょう。
    スライドスイッチをUKにセットすると、側面から端子が出てきます。
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    センターの樹脂端子を手で起こしてやると、セット完了です。
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    次に日本でもなじみの深い、アメリカ仕様を試して見ましょう。
    USA/AUSTにスライドスイッチをセットすると、側面から端子が出てきます。
    基本的には電圧以外は日本と同じものなので、普段見慣れたものですね(^^
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    オーストラリアは日本と似た端子ですが、角度が違います。
    それにももちろん対応。端子が一定方向に回るようになっていますので、軽くまわせばオーストラリアのコンセントにも接続可能です。
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    ココまでは、良くある便利な変換プラグなのですが、ここから先がこのアダプタの真骨頂。
    見て分かるとおり、USBポートが2個ついています。
    つまり、ACプラグの変換をしながら、USBへの給電も可能なものです。

    USB出力の仕様は5V/2.1Aと必要にして十分なスペック。
    最近はUSB充電可能な機器が増えていますので、これは重宝しそうな機能ですね。
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    今回はテストとしてUSA仕様の端子で日本のコンセントに差し込んで見ました。
    もちろん日本でも安全に使用可能なので、海外旅行に行かない時は、USBアダプタとして日常的に使えますね。

    コンセントに差し込むと、ブルーのLEDが点灯し通電状態を知らせてくれます。
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    今回はUSB端子の体力測定ということで、いつものUSBパワーローダーを使います。
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    まずは0.1Aで無負荷状態の電圧を測ってみましょう。
    電圧は5.08Vと必要十分ですね♪
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    では続いて1Aの電流を流してみます。
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    この時の電圧は5.1Vとなかなかパワフル。
    オマケ程度の機能かと考えていましたが、十分使えそうな感じ!!
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    では、スペック上限の2.1Aに挑戦です。
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    さすがに電圧はちょっと下がって4.85Vですが、USB規格の4.75~5.25Vの範囲に収まっているので、まったく問題ありません。
    このまま1時間ほど放置してみましたが、長時間でも安定して電力供給してくれていました。
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    海外旅行の際に、カバンにひとつ入れておくだけで、スマホ・タブレット・カメラなど多数の機器に対応可能なアダプタ。
    結果的に場所も取らず便利ですので、皆さんもおひとついかがでしょうか??