2012年7月1日日曜日

植物用LED照明の試作

 最近流行の植物工場もどきをやってみよう!と思い立って部品だけ集めたのだが、天気がよかったので取りかかれずに放っておいた。でも、そろそろ作らないと忘れてしまうそうなので、なんとか形にしてみた。
部品といっても今回はモジュールなので、回路的にはあまり困ることは無いのだが、形にするところが工作のメイン。

電子部品は秋月電子で調達。
定電流方式ハイパワーLEDドライバモジュール(3W1個)OSMR16-W1213
スイッチングACアダプター12V1A(入力100V~120V) NP12-1S1210
それとLEDは
放熱基板付3W赤色パワーLED OSR5XME3C1S 波長620-630nm
放熱基板付3W青色パワーLED OSB5XME3C1S 波長465-475nm
OSR5XME3C1Sをヒートシンクに張り付け。赤も同じ。

OSMR16-W1213。黒線が電源側(AC、DC共用)、白とピンクがLED側

 植物工場研究所によれば、640nmから690nmの赤色光が光合成には効果が最も高く、420nmから470nmの青色は葉の形成に必要らしい。
今回入手した赤のLEDの波長はやや短めだが、無いよりはましと思って付けることにした。

さて、とりあえずこのLEDを点灯状態にするにはどうするか。
 まず、ドライバモジュールだが、このモジュールの回路解析をした方がいるので参考にさせて頂いた。それと、モジュールにはCL6807というCHIPLINK SEMICONDUCTOR社のICが使用されている。ネットからこのICのデータシートを拾ってみて見る。
CL6807アプリケーション図
CL6807は、ざっくりいうと、抵抗RsでLEDの電流を電圧に変換して監視し、平均したときに一定電流が流れるように動作するようになっている。LXはGNDに対してON/OFFするスイッチになっているけれど、インダクタLによっていわば平均化されるようになっている。今回のLED2つを直列に接続して駆動しても12V電源からなら問題なさそう。(計算してないが...)

 ということで、このモジュールはデータシートのアプリケーション回路と同じだろう、ということにして、3WLED直列2灯にする。


 ACアダプタ → 電源モジュール → LED直列2灯

こんな構成にした。

 LEDにヒートシンクは付けて、今回は金魚の水槽用に買ったけれども今は使っていない9Wのミニライト照明器具を改造。これが一番の手間だね。面白いけど。
 LED2個はヒートシンクごと並べて付けるために、ミニライトのプラスチッック筐体とアルミ板の反射板にに穴あけ工事。LED固定はパテ。こんな感じです。

表はこんなよう。元々あった蛍光灯とそのソケットは取り外し、そこの空間に電源モジュールを押し込む。電源モジュールの電源線はアーム内に元からあったAC100の配線を流用し、秋月のACアダプタはその先にコネクタで接続した。やっつけ仕事みたいで見てくれが悪いが、効果があるようなら作り直すってことで、今回は終了。

 点灯するとこんな感じです。
植物には点滅動作の方が成長効率が高いらしい。一応、今回のモジュールはCL6807のADJ端子でON/OFFもできるらしいので、それはもう少し調べてから、また考えるつもり。

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