今回は、UV LEDユニットと、その制御基板を制作します。
制御基板といっても、基本的には、LEDドライバとDCDCコンバーターモジュールが制御してくれるので、接続IFを供給するだけの基板となります。
今回、設計で少し悩んだのはUV LEDユニットでした。
セオリーからはずれているかもしれませんし、有識者からすると、「なんだそれ？」とおもわれてしまうかもしれませんが、これで確定させました。
■ UV LEDユニット設計
今回使用するUV LEDは、１つあたり、下記のような使用です。
・紫外線波長= 395～400Nm
・VF=3.4V～3.6V、最大電流700mA 3W
これを１０個つなぎ、LEDドライバで電源供給を行うのですが、配線上の検討が２点必要でした。
〇 直列 or 並列
下記のように直列で１０個つないだ場合、VF=3.6とした場合、3.6V×10=36Vの電圧が必要となります。今回使用する電源は12Vなので、まずそのような電圧を出すことができません。
次に以下のように並列で１０個つないだ場合は、何個並列でつなごうが電圧は、3.6Vで接続することができますが、ひとつあたり200mAの電流を使用するとすると、200mA×10=2Aの電流が必要になります。
そこで、下記のように配線すると、電圧は、3.6V×2=7.2V、電流は200mA×5=1Aで済むことになります。これであれば、12V以内に収まり、電流も1A程度で収まり、LEDドライバ仕様を満たせそうです。
〇 LEDのばらつき
直列2個×5列の配線を取ったとして、LEDにばらつきのある場合、LEDドライバだけでは使用できません。そこで、ばらつきがあるかどうかを安定化電源を使って確認してみました。
UV LEDは、ヒートシンク上に熱伝統テープで固定し、紫外線露光機の紫外線ユニットとして組み立ててあります。
試しにUV LEDを点灯してみたら、発熱量がすごかったので、組み立ててしまいました。
結果としては、ばらつきは見られず良好でしたので、このままLEDドライバにつなげても大丈夫そうです。
■ 電源基板、UV LEDニット、制御基板の固定
制御基板については、基本的にLEDドライバとDCDCを調整し、ユニバーサル基板上に固定しました。
調整は各モジュールについている可変抵抗を回して調整済みです。
前回作成した電源基板、UV LEDユニット、制御鍵盤をケース内に固定してみました。
少々配線が気にはなりますが、基板、部品は当たっておらず収まりました。
■ 制御基板テスト
組付けた後に、制御基板の動作確認を行いました。
下記はUV LEDの点灯テストです。LEDドライバ経由で動作することを確認しました。
発光のばらつきもなく、LEDドライバが安定して電源供給することを確認しました。
あわせて5Vの系の電圧生成と、制御基板のピンアサインの確認も行いました。
この後、実際にレジデントマスクおよびレジンが硬化するか確認してみましたが、問題なさそうでした。
■ 次回
次回は、Raspberry PI制御基板の制作を行おうと思います。
またよかったら、のぞいていただけるとありがたいです。
