捨てられない！　光るオモチャの巻

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　水に浮かべる光るオモチャを見せてもらいました。　樹脂ボディ内に赤色ＬＥＤ・緑色ＬＥＤ・青色ＬＥＤを各１個、押しボタンを１個、ボタン電池が２個実装された基板を内部に組み込んでいます。　ボタンを押すことで３種類の光るパターンを切り替えることができるオモチャとのことでした。　

　見せてもらった光るオモチャの多くは電池が消耗しており光りませんでした。　防水のため基板は樹脂ボディ内に密封されているためボタン電池の交換はできませんでした。　光らなくなったらただのオモチャで、使い道がほとんど無いことになります。　しかし、使い捨てではあまりのもモッタイナイので、樹脂ボディを切開して基板を取出し、防水を必要としないデコレーションライトとして再利用することにしました。　その際、発光パターンをリモートで変更できるようにすることにしました。

　光るオモチャを分解していきます。　光るオモチャの円形の底部の周囲１／３程度をカッターで切って基板を取り出しました。　光るオモチャは未使用の点灯動作品を用いました。

ボタン電池、基板本体、スイッチカバーの３つに分解できました。

リチウム電池ＣＲ９２７（定格３V）を２個直列接続していました。

　基板のスイッチ部パーターン側（ハンダ面側）で電源部分とスイッチ部分の部位を確認しました。　この結果をもとに、電源＋側、電源－側、スイッチ信号の３ヶ所を電線で取り出すことで遠隔操作で発光パターンを制御できるようです。　この３ヶ所の取出しには３本の電線からなるケーブルが必要です。　安価で細いヘッドフォン延長ケーブルを利用することにしました。

【　改造に用いた配線用ケーブル（イヤホン延長ケーブル）　】

　基板に電線を接続してリモートで発光パターンの制御（変更）ができるか事前確認をしました。　制御はできましたが、何度か試行しているうちに操作したつもりはないのに発光パターンが変化したことがありました。　再現することはありませんでしたが、ＳＷ信号回路はハイインピーダンスと推測されます。　この対応としてＳＷ～ＧＮＤ間に」０．１μＦ積層セラミックキャパシタ（１６０８チップ）、電池＋～ＧＮＤ間に１０μＦ電解キャパシタを追加うることにしました。
０．１μＦ積層セラミックキャパシタはスイッチバターン部に、１０μＦ電解キャパシタは電池金具部にハンダ付けしました。

スイッチ部のパターンに０．１μＦの積層セラミックキャパシタをハンダ付けしています。

ボタン電池実装部に１０μＦ電解キャパシタを実装してハンダ付けしました。

　電線をハンダ付けします。　ポリウレタン電線なので電線被覆をハンダごての熱で溶かしてハンダ付けします。　作業には慣れが必要なので、未経験の場合は事前にポリウレタン電線のハンダ付け練習をお勧めします。

　緑色電線　：　ＧＮＤ（電源－）
　赤色電線　：　Vcc（電源＋）
　茶色電線　：　ＳＷ

樹脂ボディの底面に約３ｍｍの穴をあけてケーブルを貫通させました。

　今回の電源としてモバイルバッテリを前提とすることにしました。　付属のリチウム電池では電源電圧は定格６Vdcとなりますが、電源電圧５VｄｃでもＬＥＤの発光は６Ｖｄｃと遜色ないことを事前確認しました。　持ち運びやＡＣアダプタの入手性を考慮すると電源を５Ｖｄｃとすることに問題は無さそうです。
　また、基板の事前確認時に回りの明るさによってはＬＥＤの発光が眩しすぎると感じることが多々ありました。　そのため、発光輝度も制御できるようにすることにしました。　その方法として電源電圧を可変する方法をとることにしました。　可変すうｒために秋月電子通商の「ＴＰＳ６３８０２使用　昇降圧電源モジュールキット [AE-TPS63802] 通販コード　K-15557」の基板のみを利用しました。　また、コントローラのケースは同じく秋月電子通商の「RoHS2(改正RoHS) (EU)2015/863、10物質、付属品等を除く００６Ｐ電池ボックス　ふた付スイッチ付　ＳＢＨ－９ＶＡＳ１５０ [SBH-9VAS150] 通販コード　P-02668」を利用しました。
　発光パターンの変更は複数の光るオモチャを同時に切り替えることができるようにＳＷ信号をスイッチでＧＮＤラインにスイッチ接続することで対応します。　ＳＷ信号ラインには秋月電子通商で購入した小信号用ダイオード１Ｎ４１４８（汎用小信号高速スイッチング・ダイオード　１Ｎ４１４８　１００Ｖ２００ｍＡ　（５０本入） [1N4148] 通販コード　I-00941」）を設けて、小信号用ダイオードを介して並列接続することにしました。
　光るオモチャを取り付けるイルミネーションを複数個制御できるようにすることにしました。　各イルミネーションはイモづる式に並列接続するために、電源とＳＷ信号用の延長ケーブルも製作することにしました。　コントローラ、イルミネーション、延長ケーブルはＤＣジャック／プラグ、３．５ｍｍステレオミニジャック／プラグでコネクタ接続して脱着可能なようにしました。　なお、、３．５ｍｍステレオミニジャック／プラグは手持ち部品の他に、前記の「改造に用いた配線用ケーブル（イヤホン延長ケーブル）
　上記の仕様を盛り込んだ最終的な回路を下記に掲載します。

　電源は３Ｖｄｃ～６Ｖｄｃと記載していますが、「ＴＰＳ６３８０２使用　昇降圧電源モジュールキット」試用のため、最大電圧は５．２Ｖｄｃとする必要があります。

　光るオモチャからの配線を基板に固定して、ケーブルのポリウレタン電線ハンダ付け部に外力がかからないようにしています。

【　イルミネーション側　配線接続・ダイオード基板（部品面）　】

【　イルミネーション側　配線接続・ダイオード基板（ハンダ面）　】

　今回の改造ではSW信号ラインに小信号用ダイオードを用いていますが、光るオモチャの電源が同一電源からの給電であれば、この小信号用ダイオードが無くても問題ありません。　また、光るオモチャに追設した０．１μＦの積層セラミックキャパシタ・１０μＦ電解キャパシタはお守りのようなものなので、これらを追設しなくても問題ありません。

　改造した光るオモチャを飾りに取り付けてイルミネーションとして組み上げました。　本Ｗｅｂページ作成時はクリスマス前ということもあり、１００円均一ショップでクリスマスツリーを販売していましたので、クリスマスツリーのイルミネーション化をしました。

　デコレーションが多く付いた手持ちツリーにも光るオモチャを取り付けてみました。

　デコレーション用ツリー３種類を同時に動作させてみました。　ＵＳＢポータブル電池、コントローラ・延長ケーブル２本を用いて組み上げました。

　今回は製作例の紹介でしたが、これ以外に電気的な動作の確認もしています。　後日、これらのデータも公開できればと思っています。