Ｍｅｍｏｒａｎｄｕｍの小部屋
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電池ボックス電子工作（その１１）
いつどこ リモコンリモコン３（ 赤外線増幅器）
１．背景
目の前にある液晶ＴＶは衝動買いしたアナログ式ＴＶですので地デジ対応はしていません。 そのうち地デジチューナを購入しようと思っていました。 そうこうしているうちに今まで欲しいなと思っている機能を有したＬｉｎｋ Ｔｈｅａｔｅｒ ＬＴ−Ｈ９０ＤＴＶがバッファローより発売されて いました。 機能的には地上デジタル、BS/110度CSデジタル、及び、メディアプレーヤの機能があります。 はい、分かったからには即ゲットです。 確かに応答が遅いなどの点もありますが、ＲＤ−Ｚ１と同じようなものであり、この遅さには慣れています。 とにかく、地デジもＢＳも見られるようになって満足です。
ただし、１点問題がありました。 ＴＶ用アンテナの関係でＴＶとＬＴ−Ｈ９０ＤＴＶが離れており、ＬＴ−Ｈ９０ＤＴＶ付属リモコンでの操作が簡単にはできな点です。 そこで、「リモコンリモコン その１ （おまけはリモコンガチャガチャ迷惑防止器！！！）」 、もしくは、「電池ボックス電子工作（その５） どこでもリモコンリモコン２（リモコンレピータ） どこでも電圧安定化回路付き」の出番です。 しかし、これらは送信器（部）と受信器（部）の２つが必要、電線を延長しないといけないなどの使い勝手の改善点があります。 そこで、赤外投光器キット（秋月電子通商）を使って天井反射式のリモコンはできないかと思い立ち、早速製作にかかりました。
なお、本ページの参考ページとして赤外線リモコン関係の改善方法を掲載しています「５０／６０Ｈｚはどこにある！！ PICマイコン分周器の製作」もご参照されることをお勧めします。
２．どこでもリモコンリモコン３の仕様
まず、電源をどうするかが問題です。 赤外投光器キット（秋月電子通商）は９〜１２ＶＤＣですが、こうなるとＡＣアダプタが前提となります。 やはり可搬性を重要視して単３×４本（６ＶＤＣ）で動作させることにしました。 また、電池ボックスの上に回路の基板を搭載することにしました。
この仕様に対応すると赤外投光器キットは使用できませんので、この部分を６Ｖ仕様に合うように自作することにしました。 （え？ 背景が早くも崩れました。） また、電池ボックスは（秋月電子通商）「単３×４本用（フタ付プラスチック・スイッチ付） [SBH-341-AS]」（秋月電子通商）がありますが、外形寸法が「片面ユニバーサル基板 Ｃタイプ（７２ｘ４７ｍｍ） [AE-3]」（秋月電子通商）より小さいので、一回り大きい「単３×４本 ＵＳＢコネクタ付 [SBH-341-3S/USB]」を使用することにしました。 なお、電源としては電池ボックス内の乾電池と外部ＡＣアダプタの両方を使用できるようにします。
３８ｋＨｚの発振は、「５０／６０Ｈｚはどこにある！！ PICマイコン分周器の製作」で紹介しましたＰＩＣマイコンを使用することにしました。 部品入手性を考えれば、３８ｋＨｚの水晶発振子よりＰＩＣマイコンの方が容易であり、書込みの手間がかかってもＰＩＣマイコン式とすることにしました。
３． いつどこ リモコンリモコン３ 回路図
「いつどこ リモコン３」の回路は「電池ボックス電子工作（その５） どこでもリモコンリモコン２（リモコンレピータ） どこでも電圧安定化回路付き」をベースにして、３８ｋＨｚの発振をＰＩＣマイコンとし、赤外線ＬＥＤを５０個ドライブできるように変更したものです。
早速回路図を下記に掲載します。 下記回路図をクリックすると原寸サイズの回路図にアクセスできます。
【 回路図 】
ＰＩＣマイコンＰＩＣ１２Ｆ６８３は「５０／６０Ｈｚはどこにある！！ PICマイコン分周器の製作」を３８ｋＨｚ用にして使用します。 ＨＥＸファイルを下記に掲載します。 なお、発振周波数は３８．１ｋＨｚになりますが、特に問題は無いようです。
jsk43a_r0.hex （２０１４バイト）
赤外線受信モジュールは手持ちのSPS-443-1（秋月電子通商）を横向けにして使用しています。 本品の入手が困難な場合は３８ｋＨｚ用の赤外線リモコン受信モジュールをご利用下さい。 但し、後述の ５項記載のように最近の赤外線モジュールは感度が良すぎる問題もあります。
赤外線ＬＥＤは「赤外線ＬＥＤ ５ｍｍ（１００個入） [OSIR5113A]」（秋月電子通商）を使用しました。 １００個入りでしか入手できませんが、比較的安価ですので採用し易い部品です。 製作後に気付いたのですが、半減角が１５°と小さく、本機器の向きが微妙に効いているようです。
赤外線ＬＥＤを２個１組で２５組並列でドライブします。 このためＬＥＤ点時には瞬間的に２Ａ以上の電流が流れます。 マイコンの制御回路の電源ラインとＬＥＤ用電源ラインを別々のルートとなるように電源ラインの配線をするようにします。 上記回路図で太線で記載しているのがＬＥＤ用電源ラインです。 このＬＥＤ用電源ラインがマイコンの電源ラインを経由しないように電源線接続部で分岐するように配線します。
電源電圧６ＶＤＣの場合、赤外線ＬＥＤは実測でＩｆ＝１３０ｍＡ程度流れます。 （２５組並列ですので、電源消費電流は３．２５Ａとなります。） データシートがないので不明ですが、ほぼ間違いなく絶対定格を超えています。 本回路のR_LED=10Ωは低すぎると思います。 22Ω程度にしたかったのですが、手持ち
に２２Ωの抵抗が無かったため10Ωとしました。 もし、新規に部品を収集するならば、22Ωがよろしいかと思います。 また、１０Ωで使用するならば、電源電圧は５．５Ｖ程度が適切だと思います。 （５ＶだとＩｆ＝８０ｍＡでした。）
ちなみに、電池ボックスのＵＳＢコネクタは０．５Ａまでですが、まあ、３Ａくらい流しても良いでしょう。 アマチュア設計製作では動けば良いが先に立ちますので、こんなことが平気でできるの
が良いですね。
外部ＡＣアダプタ接続用にＵＳＢコネクタＡコネクタとＤＣジャック変換ケーブルを製作して使用しています。 秋月電子通商の５ＶのACアダプタ（スイッチングＡＣアダプタ ５Ｖ ２.３Ａ [NP12-1S0523]）でも６ＶのACアダプタ（スイッチングＡＣアダプタ ６Ｖ ２Ａ [NP12-1S0620]）のいずれでも動作します。 しかし、５ＶのACアダプタ専用としたい場合はマイコン用の３端子レギュレータの入力電圧不足となりますので、上記回路の３端子レギュレータ回路を割愛して製作す ればよいでしょう。
ＳＷ１は電源供給源切替スイッチ、ＳＷ２はマイコン回路電源オンオフスイッチです。
電池ボックス「単３×４本 ＵＳＢコネクタ付 [SBH-341-3S/USB]」は挟み込み用レバーが付いていますが、これは折って除去します。 また、このレバーを取り付けていた根本部の隙間を利用して電源部〜下側基板への電源配線を通しています。
上基板と下基板を中継するコネクタは秋月電子通商のピンヘッダ、ピンソケットを２Ｐ分切り出して使用しています。
４． いつどこ リモコンリモコン３ 製作例
「いつどこ リモコン３」の製作例を下記に掲載します。
【 いつどこ リモコン３ 完成外観 】
【 いつどこ リモコン３ 完成外観 （平面） 】
【 いつどこ リモコン３ 完成外観 （受光側側面） 】
ON-OFFスイッチ(回路図SW1)は、ONで電池動作、ＯＦＦでＵＳＢ コネクタ給電動作となります。
【 いつどこ リモコン３ 完成外観 （電源切替側面） 】
【 ＬＥＤ搭載 上側基板 外観 】
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赤外線回り込み防止のため、基板裏面に保護シート（絶縁用）＋アルミテープを貼り付けています。 |
【 ＬＥＤ搭載 上側基板裏面 】
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ＬＥＤは前後左右に向けることを目的として、一列置きにリード線の向きを９０°変えて実装しています。 このようにＬＥＤを前後転倒、左右転倒できるように実装 しています。 |
【 ＬＥＤ実装状況 】
【 下段基板外観 （外線回り込み防止カバー付き） 】
【 下段基板外観 （外線回り込み防止カバー無し） 】
【 電池ボックス内部（基板カバー取り外し状態） 】
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基板を固定しているスペーサ（秋月電子通商３ｍｍプラスシックネジ＋六角スペーサ（１２ｍｍ）セット）を電池ボックス側に固定しているのはＭ３皿ネジです。 上記のように４カ所に取り付けています。 |
【 電池ボックス内外観 】
【 電池ボックス内 皿ネジ部拡大図 】
５． いつどこ リモコンリモコン３ 動作例
赤外線ＬＥＤは目視では点灯状態がわかりません。 そこで便利なのがＣＣＤ撮像素子を使用した機器です。 身近にあるデジカメや、ＣＣＤビデオカメラで本装置を見るとＬＥＤの発光状態を確認できます。
下側の青色発光は動作目視確認用ＬＥＤ１の発光です。
【 デジカメでの動作状態確認画像 】
試作品では赤外線受光モジュールとして「ＰＬ−ＩＲＭ０１０１（３８ｋＨｚ）シールド付 [PL-IRM0101-3]」（秋月電子通商）を使用していました。 しかし、リモコン受光信号が意図しない波形となっていました。 そのかわりに手持ちの「SPS-443-1」（秋月電子通商）を使用するとうまく動作しましたので「SPS-443-1」を使用することとしました。
その後、基板バラック組み状態から最終形に組み立てて動作させると、またまたリモコン受光信号が意図しない波形となる現象が発生しました。 この原因を調査した結果、赤外線ＬＥＤの発光が赤外線受光モジュールに回り込むのが原因と判明しました。 このため、急遽、アルミテープで遮光することで安定動作するようになりました。
この結果より、当初採用を検討していました「PL-IRM0101-3」は「SPS-443-1」に比べて赤外線に対しての感度が良いようです。 特に、勝手に動作目視確認用ＬＥＤ１が点滅を繰り返す場合は赤外線が回り込んでいるようです。
本機器を確実に使用するためには、如何に赤外線の回り込みを防ぐかにかかっています。 また、赤外線ＬＥＤの半減角が小さいため赤外線に指向性があります。 反射させる位置を見つけるのに若干コツがいるようです。
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