LED店頭(電池1本)

概要

通常、LEDを点灯させるためには、電圧が2V以上必要となります。 従って、電池1本で点灯させるためには、次のような方式を使って、電圧を上げて点灯させます。

インバータ+倍圧整流方式

昇圧型スイッチングコンバータ方式

チャージポンプ方式

今回は、チャージポンプ方式をPICで実現してみました。

動作原理

難しい原理ではありません。電池1本、コンデンサ(数百uF)1個、LED1個、抵抗(数十Ω)1個があれば、 手動でも、LEDを点灯させることができます。

<点灯手順>

電池にコンデンサを接続して、コンデンサを充電します。(約1秒間)

電池にコンデンサを直列に接続します。

更に、LEDと抵抗を直列に接続すると、LEDが点灯し、暫くするとすると消灯します。(約0.5秒間)

これと同様の手順を、PICで自動的に行わせます。 尚、PIC自身の動作電圧は、データシート上では、クロック周波数(今回は31kHzにしています)を低くしても、 2V以上が必要です。 しかし、一旦起動すると、その後の電圧は、2V以下でも動作します。(実測値では、1.1Vでも動作可能)

回路図

スイッチ(SW1)は、起動時は3Vまたは2.4Vにします。起動後は1.5Vまたは1.2Vにします。 ※自動車で言う、セルモーター(self starter motor)のような役目ですね。

ソースコード

//********************************************************************** void main() { OSCCON = 0b00000000; //32kHz CMCON0 = 0b00000111; ANSEL = 0b00000000; TRISIO = 0b00001000; // while (1) { GPIO.F1 = 1; GPIO.F0 = 1; Delay_ms(1000); GPIO.F1 = 0; GPIO.F0 = 0; Delay_ms(500); } } //**********************************************************************

動作確認

点灯と消灯を繰り返します。

コンデンサ(C2)の充電と放電の波形です。<TP1> 約1.5Vまで充電されます。

グランド(GND)レベルから見た、コンデンサ(C2)のマイナス端子の波形です。<TP2> 約-1.2Vあります。

LED未接続時の出力波形です。<TP3> 約2.9Vあります。

LED接続時の出力波形です。<TP3> 約2.1Vあります。LEDは、1.8V以上のとき点灯しています。

如何ですか? 消費電流は、約1mAなので、アルカリ電池(2000mAh)1本で、4ヶ月以上も点滅させることが出来ます。 4ヶ月≒1) 2000mAh÷1mA)×1.5(パルス駆動 ÷24時間÷30日

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