セリアのソーラー・アクセント・ライトは太陽電池が3cm×3cmと前出のダイソーのソーラーライトより小さく面積で約56%しかない。
この回路をトレースするとダイソーの吊るソーラーライトと同じである。しかし消費電流を計ってみると4.5mAと少ない。太陽電池の面積はこの消費電力に見合った設計になっているのかもしれない。
内蔵の単4のニッケル水素(NiMH)電池は容量が100mAhなので、消費電流から計算すると20時間以上持つが説明書によると点灯時間は8時間となっている。
このライトにはゆっくり色が変化するRGBフルカラーLED（OSTB5131A-ID）を付け、直流点灯させるため次のように改造した。
少しやり直した部分があるので配線が汚くなっているのはご愛敬。
このライトの光り具合は次の動画（4倍速）のとおり。
【注意】セリアの本ライト添付の説明書に「電池交換や改造はおやめください」とあるので改造する場合はあくまで自己責任でお願いします。
いまは様々な色のLEDが売られているが、それに加えて様々な機能を内蔵したLEDが売られている。その中にはRGB（赤緑青）のLEDを搭載し、直流電圧を加えるだけで色を時間とともに変化させるものがある。
今回使った RGBフルカラーLED(OST1MC5A31A) もその1つで、直流を加印するだけでかなり早い周期で色を変化させ、けっこう目立つ変化をする。これを使う事でキャンドル駆動用のICは不要となる。
OST1MC5A31Aの動作原理はLEDに内蔵する発振器の作るパルスをカウントし、カウント値によってRGBの各々をそれぞれ独自のパターンで光らせるものである。
この OST1MC5A31Aを使うにはLED内部の電子回路の動作を乱さないよう直流で点灯させる必要がある。一方パルス駆動であるソーラー・ガーデン・ライトのLEDを単にこれに交換するだけではうまく機能しない。つまりソーラー・ガーデン・ライトのLED駆動パルスを直流に変えてやる必要がある。それをやるには単純には次の回路にすればよい。
この回路ではD2でピーク電圧を押さえ、さらにC2を追加することで脈流を平滑化している。実験の結果C2を100μF程度に増やせばC2の両端の電圧はD2が無くとも最大4V程度に抑えられるようだ。
このライトの光り方は次の通り。
なお、この回路の消費電流は5.5mAであった。
OST1MC5A31Aは変化が激しく視覚的刺激が強い。もし室内の窓際などでもっとゆっくりした色の変化を楽しみたいならLEDには30秒程度の周期で変化するOSTB5131A-IDを使う方が良いだろう。OSTB5131A-IDを使う場合は連続で光るのでD2は不要である。
吊るソーラー・ライトに引き続き、同じく100円で売られている「ソーラー・ガーデン・ライト」をカラーキャンドル化した。これは前出の吊るガーデンライトに比べ角が尖ったままの形状である。太陽電池は4cm×4cmと吊るソーラー・ライトと同じ大きさである。
本体は吊るソーラー・ライトとほぼ同じような構造であるが電池ホルダーが作り込んでありネジを外さなくても電池を交換できるようになっている点、及び下部にピラミッド型の反射板があって水平方向に光を散乱できるのは良い。
残念な点は、 吊るソーラーライトと同じ値段でありながらこちらが部品点数が多いためか仕上げが雑な点が気になる。全部で8個買ったが1個は太陽電池が浮いてガラスのエッジが出て危ない状態だったので交換してもらった。はんだ付けも雑である。吊り下げる部分がプラスチックなため、紫外線で劣化して日が経つと落下しないか気になるところである(強風に耐えられくて落下する事がある事はその後経験済み)。
使っているICが YX8018B で吊るソーラー・ライトとは配線図が少し違うが基本は同じである。またL1の値が違うほか、消費電流が約5mAと吊るソーラー・ライトの半分以下なので省エネになっている。この理由は、昇圧回路のスイッチング周波数がカタログ上YX805Fの100～250KHzに対しYX8018Bが200～340KHzと高く、そのぶん高効率になっている事だと思われる。ちなみにジャック・オ・ランタンで使ったCL0116のスイッチング周波数はカタログ上100KHzになっておりYX805Fと同様なのだろう。
これを次のように改造した。吊るソーラー・ライトと同じく基板のパターンを1ヵ所切断する必要があった。
この回路で緑と青のライトを作ったが青色LEDは暗かったのでL1を100μHに変更した。このとき緑の消費電流は4.5mA、青が10.5mAであった。
これまで使ってきたLEDは適当に選んだもので必ずしも目的に合ったものでない。本件に関係するLEDの仕様項目には光量（及び順方向電流If）、半値角、順方向電圧降下（Vf）等があり、標準的な電流(If=20mA)に於いて出来るだけ明るく、また半値角が広い物が望ましい。
改めて秋月のWEBから適切そうなLEDを選んで実装してみた（次表参照）。
黄緑については適当な光量のLEDが見つからなかった。また紫（紫外線）は電流を増やし（L1の値を減らし）ても可視光は暗く、本ライトには不向きのようだ。
なおこの中の奥の方にあり色の変化している1個は次回に説明するRGB-LEDを使った物だ。
IC保護などを考慮した最終的な回路を次のようにした。
C2の電圧を観測したところでは保護用のD2は必ずしも必要ないようだ。
２年ほど前に置物のジャック・オ・ランタンにLEDランプを仕込んだ。
今回、このLEDをキャンドル化した。手法は前回のソーラーライトのキャンドル化と同じである。回路図は次の通り。白丸より左は従来のソーラーライトの基板をそのまま流用して作成している。白丸より右をユニバーサル基板に組み込んでジャック・オ・ランタンの中に仕込んだ。
L1を330μHから68μHに替えたことで消費電流が13mAから55mA程度に増加した。
ここまで出来たので、改めて秋月で入手可能な部品を使って全てを新しく組み立ててみた。
IC1にはCL0116を使った。YX805Fとはピンコンパチブルであるが昼夜の識別レベルが少し異なるようである。
キャンドル駆動ICはOSCDIC6441とは別にCDT3460というICのも売っていて互いにピンコンパチブルであるが、これらで駆動したLEDの光り方を比べたところCDT3460は揺らぎが単調なのでOSCDIC6441を採用した。CDT3460が無風状態の仏壇の蝋燭、OSCDIC6441が風の中の蝋燭といった雰囲気である。次の動画で左がCDT3460、右がOSCDIC6441の明滅である（左のLEDは3mm黄色、右は5mm蝋燭色）。
また手持ちの赤色LEDでは暗かったので、高輝度で指向性の緩い（半値幅が広い）LED（OS5RPM5B61A）に交換した。
L1についてはLEDの種類や夜間の周囲の明るさ、電池の持ちを加味して４つの値（47μH,100μH,220μH,330μH）から選べるようにした。これらを試したところ220μHより小さくしても消費電流が増えるだけでLEDはあまり明るくならないので、現状では220μHが良いようである。ちなみにこの時の点灯時の消費電流は15.5mAであった。消費電流の増加を見込んで太陽電池に少し大きなものを使い、NiMH電池は単3にした。
これを玄関に置いてみたが照明に負けない明るさがある。
ダイソーで100円の「吊るソーラーライト」を買った。
全体は上下に分かれ、上部（蓋に相当）が機能が集約された本体であり、下部は模様が透かし彫りで刻まれた箱である。
ソーラーライト本体はネジ4本を緩めることで簡単に分解できる。中には簡単な片面基板と単４ニッケル水素電池が入っている。
回路をトレースしてみると次のようなものである。
回路はYX805Fという4本足のICを中心に構成され、このICで全てを制御している。このICは太陽電池の電力をニッケル水素電池に充電するとともに、太陽電池の起電力が低下すると夜モードに切り替わりLEDを点灯させる。実測すると太陽電池の起電力が約0.4V以下になると夜間モードに切り替わるようである。さらにスイッチング方式の昇圧器を備え、Vf(順方向電圧降下)が３V位あるLEDを1.2Vの電池で駆動する機能を持っている。
この回路を、秋月で売ってるキャンドル駆動IC（OSCDIC6441）を用いて次のように改造した。
IC2がキャンドル駆動用ICである。このICのVDDに2～5Vの電圧（LEDのVfより高い必要がある）を加えるとLED端子に接続したLEDの光をキャンドルのように揺らめかせる（明滅させる）ことができる。D1とC1は平滑回路で、IC１で作った駆動用電圧(パルス)を平滑化し直流にしてIC２に供給している。D1には順方向電圧降下の少ないショットキーダイオードを使うのが良いが私は手持ちの普通のシリコンダイオードを使った。回路のスイッチング周波数が数百KHzと高いのでC1には周波数特性の良い積層セラミックコンデンサを使った。
改造は、LEDを好きな色に交換し、基板のパターンを1か所カットし、3個の部品を取り付けるだけで済む。
この回路を組んで何色かのLEDを付けて比べてみた。次の動画で右端はオリジナルのソーラーライトで、それ以外は改造品（左から緑、蝋燭色、赤、青）である。
赤色のLEDが思いのほか暗い。これは使った赤色LEDの光量が少ないためだと考えられる。その対策として赤色LEDを2個直列にしたら次の動画のように少し明るくなった。赤色LEDは電圧降下(Vf)が少ないため2個直列でも光らせることができ、その場合でも消費電流は何故か増えなかった。
ライトの明るさはLEDの電流と発光効率に依存するので良く光るLEDを選んだほうが良い。緑のLEDは他と比べて明るいが、これはLEDのデータシートによると他に比べ光量が約3倍あるようである。またL1の値を変更することで電流を制御することができるが、電流を増やすと当然電池の「持ち」も悪くなる。YM805Fのマニュアルを探す事が出来なかったので代わりにYM805Aのマニュアルにある定数を見ると次の様になっている。
私の使ったLEDでは青と黄色が暗かったので、これらのL1を220μHに変更した（消費電流が2割ほど増加した）。
回路の消費電流の実測値は12mA程度であり内蔵のHiMH電池が表記通りの容量（100mAh）だとしてもフル充電で８時間しか持たず朝まで光らせる力はない。これを国産品の750mAhのものに交換して一晩持つようにする事ができた。
とりあえず8個ほど作ってベランダの物干しに吊るしてみた。
LEDには指向性があり下向きに取り付けているため（使ったLEDの半値幅は60度～70度）光が出来るだけ水平方向に拡散するようランタンの中に縮れさせたアルミホイルを丸めて入れている。
なお秋月ではLEDに被せるキャップを扱っているので、（好みによっては）それを使って光を拡散させるのも良いだろう。
キャンドル駆動用IC OSCDIC6441（IC2）の入力電圧の絶対定格は5.5Vであるが、LEDが消灯している瞬間はこれを超えピークで７～8Vになる。（実際、制作の途中で何個かOSCDIC6441を壊した）IC2を壊したくない場合はC1と並列にLEDのVfより少し高い電圧（色にもよるが概ね3.6V程度）のツェナーダイオードを入れると良い。
また何らかの要因でLEDがほとんどチラつかない場合がある。とくに悪天などで充電不足となり電池が消耗して電圧が下がった場合に顕著のようである。これはC1と並列に100uF程度の電解コンデンサを入れて直流を安定化させると改善されるようだ。
これらの修正を加えた回路は次のようになる。
この図ではD2の位置が上に述べた場所と違うが、同じ効果が得られ、またこの方がIC1の過電圧保護にもなるだろう。ただ、C2を入れることでピーク電圧が抑えられ電圧が安定するのでD2は必ずしも必要ないようだ。
【不具合】色々テストしている間にキャンドル駆動用IC OSCDIC6441には次のような不具合がある事が分かった。即ちVDD端子に10mV程度の電圧を加えた後その電圧を上昇させてもLED端子に接続されたLEDは光らない。この現象で一見OSCDIC6441が壊れたように見えるが電圧をかけずに放っておくと復活している。ソーラーライトでこの不具合が発現するのは電源SWがOFFの状態で太陽電池に弱い光が当たってる場合や曇り続きでNiHM電池が消耗した時である。
これを復活させるには、
（１)もし電池が消耗している場合はスイッチをONして数時間太陽光に当て、NiHM電池を充電する。
（２)その後太陽電池を覆った状態でスイッチをOFFにしてそのまま暫く放置しておき、その後太陽電池を覆った状態で電源をONにする。
復活するまで(2)を繰り返す。
別の方法としてOSCDIC6441のVDD端子に（テスターの抵抗計などで）弱いマイナスの電圧をかけてやると直ぐ復活するがその為にはソーラーライトを一度分解する必要がある。
【その後】1年ほど使ってみたが、やはり防水がキチッとしておあらずいくつか問題が発生した。まず（１）ソーラセルの周囲から雨水が侵入してソーラーセルの電極辺りが腐食したものが出てきた。防水するために一度ソーラーセルを取り外したいが接着されていて力を入れたら割ってしまって諦めた。仕方ないのでソーラーセルの周囲を紫外線硬化樹脂で埋めてみた。（２）電源スイッチが錆びてきた。これは CRC 2-26 をスプレーするくらいしか対応はない。（３）LEDを出っ張って取り付けていたがLEDの付け根がU字に凹んでいてここに水が溜まり電極の付け根を腐食させた。これもLEDの付け根を紫外線硬化樹脂で埋めるとともに、基板からあまり突出させないよう取り付け直し、ケースとLEDの隙間も紫外線硬化樹脂で埋めた。
さて、話をプログラミングに戻そう。
PICを使う上で最も重要なのはpinの使い方だ。全体を眺めると、20pin以下のPICの場合、刻印のある1番pinはVdd、上から見て反時計周りに最後のpinがVssになっているようだ。 他のpinには色々な信号を割り付ける事が出来るようになっている。
16F18346の場合教本（英文マニュアル）のTable３に信号の一覧表がある。例えば一番上の（20pin-PDIPパッケージで）19番pinの場合デジタル入出力の名前はRA0、つまりAレジスタのビット0である。このpinには他にデフォルトでADコンバータのANA0(A0入力)、或いはDAコンバータの出力（DAC1OUT）等が割り付けられている。
このような信号とpinの割り付けをコントロールするのが内蔵されてるPPS（peripheral pin select）モジュールだ。16F18346の場合使えるポートはA,B,Cの3つである。ただし各ポート毎に全8ビットが使える訳ではなく、実際に16F18346で使えるのはA0～A5、B4～B7、C0～C7のみである。これらはそのままデジタル入出力の信号名RAn、RBn、RCｎ（nはビットを表す数字）に対応し、電源を除く18本のpinに割り振られている。これが次図である。
各々のpinをデジタルで使うのかアナログで使うのかを決めるのがPPSのANSELxレジスタである（xはA,B,Cの何れか）。自分が使いたいモジュールの信号がデジタルなのかアナログなのかはマニュアルのTable1-3にある。ANSELxレジスタの対応するビットが１の端子はアナログ、0の端子はデジタル入出力となる。
デジタル入出力の場合、TRISxレジスタでその端子が入力か出力かを指定する。もしアナログで使う場合はTRISxの対応するビットも１とする。つまりビット単位で次の設定を行うことになる。
これらのレジスタをC言語でビット単位に扱うにはレジスタ名に「bits」を付けドットを付けた後にビット位置を表す定数名を書く。この定数名はレジスタ名+数字と同じではない場合もあるのでMPLABのプログラム編集画面では示される候補の中から選択すればよい。例えば3番pin（RA4）をデジタル入力に使うためには ANSELAbits.ANSA4=0、TRISAbits.TRISA4=1 とする。また ANSELA=0b10101010、TRISA=0b01010101 のようにレジスタの全ビットを同時に書き込む書き方もできる。
機能をpinに割り振るためには、ANSELxレジスタとTRISxレジスタの対応するビットを指定する他、どの機能（モジュール）をどのpinに割り振るか指定する必要がある。これは実際には次のように sssPPS或いはRxnPPSのレジスタで指定する。
入力の場合、左辺のsssは前述のTable3に書いてある信号名、出力の場合のRxnはRC4の様なデジタルのpin名である。 右辺のpin数（実際のpinの番号ではない）や信号番号は英文マニュアルの13.8節のREGISTER 13-1, 13-2 に説明されているが英文なので慣れないと取り付きが悪い（割り付けの変更が出来ない信号もあるようである）。例えばRC7をUARTの出力、RC6をUARTの入力と定義したい場合は、
RXPPS = 0b10110; //RX input is RC6
RC7PPS = 0b10100; //RC7 source is TX
と記述する。
以上のようにあるpinにある機能を割り付けるのに通常3つのレジスタに値を設定する必要がある。 例外としてデジタルの入出力を直接ソフトで扱う場合（例えばLEDを点滅する場合やスイッチのON/OFFの検知など）はANSELx、TRISxの2つを設定するだけで済む。
pinの割り付けが済んで、初めてPICに内蔵される機能を使う事ができる。
（つづく）
目標としている回路はLEDで光を出し、その光をフォト検出器（トランジスタ）（PD)で受光し、その比を求める機械である。光の通し方によって透過型や反射型、散乱型など考えられるが回路的には同じで良いと考える（もし受光量が微弱であればロックインアンプを使う事も考える必要がある）。
LEDの光量は電流値にほぼ比例する。またPDも受光量に比例した電流が得られる。そこでD/Aコンバータの出力電圧でLEDを電流駆動するとともに、PDに流れる電流を電圧に変換してA/Dコンバータに取り込む回路が必要である。PICのD/Aコンバータの外部回路の駆動能力は低いので高インピーダンスで受ける必要がある。またA/Dコンバータの入力インピーダンスも高くないので低インピーダンスで電圧を与える必要がある。いくつか試した後、次の回路に落ち着いた。
IC2は単電源のフルスイング汎用OPアンプであり、秋月で売ってるJRCのNJU7043Dを使った。Tr1はジャンク箱に転がっていた普通のNPNトランジスタ（2SC641）で、エミッタフォロワーで電流増幅に使っている。PIC 16F18346のD/Aコンバータの出力はデフォルトの19番pinに出力する。R1とLEDは直列に接続しているのでLEDにはR1と同じ電流が流れる。R1は電流を電圧に変換するための抵抗で、この電圧がD/Aコンバータの出力と同じになるようOPアンプに負帰還をかけている。
R1の電圧はPICの16番pinからA/Dコンバータに取り込んでLEDの電流をモニターできるようにしている。
R2はPDの出力電流を電圧に変換する。この電圧はOPアンプによる高インピーダンスのボルテージフォロワーで受けてPICの15番pinからA/Dコンバータに渡している。R2の値は取り扱う光量とフォトトランジスタの性能で決める。感度が足りなければPDをダーリントン接続にするとよい。
D/Aコンバータの出力電圧をVdaとするとR1及びLEDに流れる電流Iledは Iled=Vda/R1である。このときTr1のエミッタ電圧VeはLEDの順方向電圧降下をVfとすると Ve=Vda+Vf となる。またベース電圧VbはTr1のベースエミッタ間の電圧をVbeとして、Vb= Vda+Vf+Vbe である。OPアンプとTr1のベースは直結しているからOPアンプの出力電圧Vop=Vbである。すなわちVop= Vda+Vf+Vbe という関係が成立する。
OPアンプの最大出力電圧Vophを4.9V、Vbeを0.7Vとすると、4.9 = Vda+Vf+0.7、すなわち Vdah=4.2-Vf がこの回路が機能するD/Aコンバータの最大出力電圧である。このときLEDにIldehの電流を流すためにはR1の値は、R1＝Vdah/Iledh とする必要がある。一般的にIldehは20mA（0.02A）である。
もし赤色や赤外LED（Vf=1.2V）を使うとすると、Vdahは3.0Vとなり、R1は150Ωとなる。また白色LED（Vf=3.2V）を使うとVdahは1.0VでR1は50Ωとなる。
ちなみにI2Cを使った液晶表示器（LCD）との接続は次のように簡単である。液晶は秋月で売ってる AE-AQM1602A（16文字×2行）を使った。I2Cの信号線は複数のデバイスが接続できるバス形式のワイヤードOR接続である。従ってプルアップ抵抗が必要であり、LCD補助基板内のプルアップ抵抗を半田付けでONにしている。
一応ソフトが上手く動くようになったので、ユニバーサル基板に組み上げた（写真は追加回路を含む）。
この回路の消費電流はせいぜい十数mAなので電源に20V程度を供給してもTO-92パッケージの小型3端子レギュレータの定格を超えない。さらに電池駆動を前提として電源電圧の監視回路を組み込んだ。具体的には電源電圧をR7とR8で分圧してA/Dコンバータに与えている。抵抗で分圧するのは 電源電圧が高くなってもA/Dコンバータの入力電圧がA/Dコンバータの上側の参照電圧（Vref+、約4Vに設定）以下に収まるようにするためである。
最後に、ユーザインターフェイスとして次のような回路を組んだ。
（つづく）
