ここ数年で一気に普及したと思われる電池式ペンライト。ただ、ほとんどのペンライトは1色の発光のみで色の切り替えは手動だ。 自動的に点滅したり、一度に複数の色が出せたらもっと盛り上がるだろうと思っていた。そう思い立った2014年の夏。以下のコンセプトで開発が始まった。 あるアイドルグループに夢中になり、ライブ参加が増えたのがきっかけ。

　既存のペンライトの少なくとも以下の要件は満たすこと。

●既存のペンライトの要件
・手で持って激しく振って故障しないこと
・数時間のライブで連続使用できること
・ライブ中でもスイッチで簡単に発光色を変えられること

　既存のペンライトにない以下の付加価値を加えること。

●既存のペンライトを超える要件
・同時に3色発光できること
・自動的に点滅できること
・スイッチ操作で点滅パターンを変えられること

以上を満たす構成は試行錯誤の末以下のようになった。

・ハード
　・発光色、発光パターン制御
　　PICマイコン

　・発光素子
　　パワーLED

　・パワーLED駆動
　　トランジスタアレイIC＋抵抗

　・発光色、発光パターン切り替え
　　ロータリースイッチ

　・筐体
　　 100円ショップ調味料入れ（グリップ部分）
　　 A3クリアファイル（散光部分）

　・電池
　　 スマホ用円筒形モバイルバッテリ

・ソフト（PICのファーム）
　・XCコンパイラによるPWM信号3出力ファームウェア

　上記の構成の決定に最も時間を要したのは筐体。激しく振っても基盤、電池が動かず、かつLEDの光を効率的に散光できる素材がなかなか見つからなかった。 100円ショップ、ホームセンターを探し回って使えそうな材料を片っ端から買って試し、ようやく見つかった。また、上記の構成では使用しなかったが 本件のサイリウムの派生品で使用可能な素材が見つかった。


回路図を図1に示す。



図1　ペンライトの回路図

PIC16F690の出力を東芝製トランジスタアレイTD62083へ入力し、パワーLEDを駆動する。ただしTD62083の入出力は8組なので、不足する1組分はMOSFET（BS170）と抵抗1個で補った。 LEDは秋月で入手可能な1WフルカラーLEDを3個使用し、電流制限抵抗は事前の電流電圧特性測定での測定を踏まえて赤を5Ω、青と緑を2.2Ωとした。スペックシートによると青と緑は同じ電流でも 緑の方が輝度が大きいため、緑の抵抗値は3〜4オームでもよいだろう。

点滅パターンを変更するスイッチは「RotarySW」と示すロータリースイッチと「PUSH」と示すプッシュスイッチ。回路図では十分に表現しきれないが、ロータリースイッチはロータリーコードスイッチを使用するとよい。 今回の回路の場合出力が4端子のため、2の4乗で16通りの入力をPICに与えられる。つまり16通りの点灯パターン切り替えが可能となる。正負理論いずれも使用可能。



PIC16F690に書き込むファームウェアはここから。XC8でコンパイル可能。詳細な動作は後程。


続く



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