Ultrafire 502B Cree XML U2 - 改造完了(前編) 自転車けんちゃん

大学サークルで自転車に魅せられて30年以上たちました。 いまだにロングライドと言えば日の出から日の入りまで 走っています。

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Ultrafire 502B Cree XML U2 - 改造完了(前編)

いや~結構苦労しました。

最終スペックは以下のようになりました。
[UltraFireのLED制御回路仕様]
・PIC12F675使用
・2モード(点灯、点滅)
・点灯:5ms周期、デューティ40%のPWMでLEDを点灯
・点滅:0.25秒周期(0.1秒ON デューティ40%, 0.15秒OFF)
・電気的な振動対策(振動による瞬断でモードが切り替わらない)
・モード記憶なし(消灯すると点灯からスタート)

いろいろやったので、まずは機材からご紹介
PIC用書き込み回路(PICKit3用)
ultrafire_20111217-7.jpg ultrafire_20111217-3.jpg

電源はライターから供給します。
書き込みプログラムはPIC MPLAB IDE v8.80を使用
Webから無償でダウンロードして使用できます。

次に、明るさを測定するための回路。
(校正の手段が無いので相対値で判定。)
ultrafire_20111217-8.jpg ultrafire_20111217-4.jpg

UlteraFire XML U2の電源電圧対明るさの測定結果です。
明るさは抵抗両端の電圧で記述しています。
高い方が明るく、低い方が暗くなります。
使用した電池はUltraFire BRC 18650 3.7V 3000MAH Protected
センサーとライトの距離は50cmです。
電池電圧HighMidLowコメント
4.04V2.893V1.665V0.566V充電直後
3.71V2.850V1.644V0.558VHighで30分後
3.50V2.844V1.634V0.550VHighで60分後
3.00V2.833V1.615V0.540VHighで90分後
2.96V2.813V----Highで95分後、点灯限界

電池の電圧に対して明るさはほとんど変化しないので、
PWMのデューティは40%一定としました。

こちらは回路図。
赤の部分が改造のポイントです。
ultrafire_20111217-5.jpg

こちらは、改造後の回路
ultrafire_20111217-6.jpg
ずいぶんシンプルですね~

改造手順
・EEPROM(IC1)削除
・PIC(IC2)を外す
・10Kオーム抵抗(R1)を外す
・PIC(IC2)の4番ピンをパターンカット
・PIC(IC2)に新作を実装する
・PIC(IC2)の4番ピン-1番ピンをジャンパーで接続
・パスコン(C1)に10uFの極小セラコンを並列に追加

パターンカット箇所の写真
ultrafire_20111217-1.jpg

解説です。
プログラムは250us周期のタイマーを使用して5ms周期のPWM波形を生成しています。
非常に単純な割込み処理でPWMの波形を生成しています。
ノイズによる誤動作対策として以下の対策を行っている。
・プログラムの中で頻繁にPICのレジスターや変数を再設定
・WDT使用
・電源電圧低下検出機能(Brown-out Detect)を使用して2V以下になるとリセットがかかる。

4番ピンの使用方法はMCLRです。スイッチのON/OFFに敏感に反応しないようにするために、
4番ピンの接続先をPICのVCC(1番ピン)に変更してさらにパスコンに10uFのコンデンサーを
追加しました。

点灯モードはblink_enable_flg変数に保持しています。
起動時に初期化していないので、デバイスによって初期値が1の場合と
0の場合があるので起動時のモードを逆転したい場合はblink_enable_flg
の処理の部分を修正してください。

さて、スイッチの操作と、モードの関係ですが、
スイッチを長時間(1秒以上)OFFにするとデバイスの初期状態を
blink_enable_flg変数の値としてスタートします。

もし、瞬断した場合は2Vまでは急速に電圧が低下しますが、
2V以下になるとBrown-out検出でリセット状態となり、
消費電力が下がり電圧低下の時間がゆっくりとなります。
電源電圧が1.5VになるまではPICは内部のRAMデータを保持しています。
さらに、電源電圧が1V程度までは(メーカー保障はありませんが)
RAMデータを保持している場合があります。
この、メモリー内容保持効果により電源が再度ONになった時に
モードが正しく切り替わります。

まずは、ブレッドボード上でテスト。
ultrafire_20111217-2.jpg
うまく動作するようです。
瞬断の対策用コンデンサーはもう少し容量が大きいほうが良いかも知れません。
#回路図の10uFのコンデンサーは20uF~47uFが最適です。

完成したプログラムと、基板は・・・
次回につづく

#追記
#パターンカットとジャンパーの方法の改良
#写真のように、10Kオーム抵抗(R1)とPIC間の配線をカットすると
#PICの4番ピンから10Kオーム抵抗(R1)のVDD側パッドまで
#スズめっき線の直線のジャンパーで配線できます。
ultrafire_20111217-20.jpg
#どうして実体顕微鏡があるのかって?良い所に気がつきましたね。
#子供の教育の為にとかなんとか言って娘が3才の
#時に買ったのですよ
#けん>普通、一家に一台あるよね?
#娘>そのセリフ前にも聞いたよ!
#娘>電動ドリルも半田ゴテも一家に一台って言ってたよね~
[ 2011/12/17 23:11 ] 改造 - ライト | TB(0) | CM(0)
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プロフィール

けんちゃん

Author:けんちゃん
東京在住、和歌山生まれ
自称、和田峠ニスト
中華カーボンと手組みホイールでシクロクロス参戦中

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