USBイルミネーション（ハードウェア）

【概要と性能仕様】

　フルカラーLEDを使って、ゆっくりと色が変化するイルミネーションです。
透明アクリルの卵形球体にアクリルブロックを入れて下から光らせます。
ゆっくりとランダムに変化する灯りを眺めていると落ち着きます。

　単体として動作しますが、USB接続をしてパソコンから光らせ方をいろいろ
変える設定ができます。この設定をPICのEEPROMに記憶しますので、次に
単体動作させたときには、最新の設定内容で動作するようになります。



アクリルの球体の下から
フルカラーLEDで光らせます。
球体は上から載せているだけなので
他のものを置くことも可能です。



実際に点灯している時の発光色は下図のようになります。周りの照明をちょっと
暗くするときれいに見えます。
発光色はランダムにゆっくり変わりますが、同じ色は再現しません。

【全体構成】

 このイルミネーションの全体構成は下図のようになっています。
まず全体の制御はPIC18F2550だけで行っています。USBとの接続はコネクタだけ
ですから簡単です。
　光源には３色フルカラー発光ダイオードを使いました。４個を使って２個ずつの
２組としましたので、制御としては３色×２組の６系統になります。制御する電流は
１個に25mA流すことにしましたので、１つの制御系統には50mAずつになります。
従ってPIC直接制御は無理ですからトランジスタを追加します。このトランジスタに
抵抗内蔵の組トランジスタを使いましたのですっきりとした構成になります。
ここにICタイプのドライバを使っても良いでしょう。
　操作スイッチ類は何も無いようにしましたので、構成としては至って簡単です。
内部の動作チェック用に汎用で使える発光ダイオードを２個用意しました。デバッグ
の目印用に使います。

【回路】

　制御部の回路は下図のようになります。USBとのインターフェースが簡単なので
全体がすっきりしています。またLEDのドライブに組みトランジスタを使ったので
抵抗が不要となり、これも回路をすっきりさせています。
トランジスタアレイのICを使えばもっとすっきりしますね。





　発光部の回路図が下図となります。大型の３色発光ダイオードを４個使いました。
２個ずつを組みにして２回路としています。

【組み立て外観】

ケースに実装した状態、、丸穴の上に
発光させる対象物を載せる。
左側面にUSBコネクタとDCジャックがある。



内部実装状態
制御部と発光部の２枚の基板で構成されている。
発光部は放熱の目的でベタパターンを広くしている。
上側のコネクタはICSP用


２枚の基板の接続
発光部の下側に電流制限用の抵抗を実装している。
外部電源が６Vの時は発熱は少ないですが、９Vを使う
と結構発熱するので注意。


制御部の基板
USB接続のために特別な部品が必要ないので
すっきりとした構成にできる。
発光ダイオードドライブのトランジスタには組トランジスタ
を使ったので、抵抗が省略できすっきりとした実装になる。



発光部として使ったアクリル製の球体とアクリルブロック。
すべて無色透明なものを使った。
卵形球体は中央で２分割になっていますので、この中に
アクリルブロックを詰め込んでいます。
半球の２つの球体を組み立ててセロテープで固定しています。

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