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2018年7月29日 (日曜日)

第111呟【グリーンオーナメント製タイマーライトの分解・解析と改造その弐】(2018/08/4:追記)

第111呟【グリーンオーナメント製タイマーライトの分解・解析と改造その弐】(最終更新は2018年8月4日です)

 100均のセリアやミーツ、ワッツ店その他ダイソー店でも手に入るグリーンオーナメント製のタイマーライトを分解して回路解析しておきましたのでご参考に。8ピンのワンチップマイコンPIC12シリーズを搭載しており、コンデンサー放電式のタイマーIC555と比較してタイマー時間の精度が優れています。


 解析結果から改造箇所としてセレクト線の途中にマイクロスイッチを1個足しておくと、時間が来てLEDが消灯した後にポチっと押すだけで再度タイマー動作が設定されてLEDが時間まで再点灯してくれます。(→詳細は後述)

Img_19102Img_19142 あまり明るいとは言えませんけど、電球色チップLEDを3個搭載したスリープタイマーライトです。

Img_19112Img_19183 点灯/消灯設定は、常時点灯の他に5、10、20、30分のスリープモードが選択出来る様になっています。設定の合わせ方はカメラレンズの絞りリングを回す要領で、ボディ中央にある回転リングをスライドさせる仕組み。内部にロータリースイッチ様の接点が組み込んでありとても良く出来ています。

Img_19193Img_19202 内部基板を見ていきます。CEM-3ガラスエポキシ基板へ整然と部品が並んでおり全てSMDでした。裏面からは電源プラス線、電源マイナス線の他に、点灯設定選択用のケーブルが電源マイナスから出ていますので、表面にある選択接点をグランドに落とすことで各タイマー設定が選択される仕組みと判ります。

Img_19272Img_19232 SOP-8形メインチップを見てみます。表面には型番を示すマーキングがなくてノッペラボウですけど、裏面には個体番号?の様なものがレーザー刻印してありました。これを検索したら何も出てこないので、恐らくは顧客オーダメイドの焼き込みプログラム識別番号と考えます。

Img_19282 すべての部品を取り外してプリント配線パターンを読んで回路図に起こします。

Circuit_timerlight_2 上図が読み取った回路図になります。以下箇条書きで解析結果を記しておきます。

 a) 電球色チップLEDは3個並列接続してある。

 b) LED駆動用トランジスターはY2の表記があるSS8550でPNP形。

 c) 電源パスコンは1μFのチップコン。

 d) MCUは8番ピンがマイナス接続で1番ピンがプラス接続なので、
   これはPIC12シリーズの特徴と一致する。
   (1番ピン→VDDでプラス、8番ピン→VSSでマイナス)

 e) 2番ピンはLED点灯用の出力に使っており、PIC12シリーズならプルアップありの
   GP5ピンに
相当か。

 f) 3番ピンは20分後消灯の設定に使っており、PIC12シリーズならプルアップありの
   GP4ピンに相当か。

 g) 4番ピンは30分後消灯の設定に使っており、特徴的なのはこのピンのみ100kΩで
   プルアップしてあること。PIC12シリーズなら内部プルアップ無しのGP3ピンに相当
   するので、外部プルアップは妥当な処置と言えるのだが。

 h) 5番ピンは10分後消灯の設定に使っており、PIC12シリーズならプルアップありの
   GP2ピンに相当か。

 i) 6番ピンは5分後消灯の設定に使っており、PIC12シリーズならプルアップありの
   GP1ピンに相当か。

 j) 7番ピンは常時点灯の設定に使っており、PIC12シリーズならプルアップありの
   GP0ピンに相当か。

 k) 電源の1.5V×3本電池直列4.5VはMCUに常時直結してあり、LEDを消灯する
   場合は設定ピンをグランドから切り離すことで実現している。プログラム上で、
   設定用3~7番ピンのいずれかがグランドに落ちていない場合は2番ピンを出力しない
   様に工夫しているものと推測。

 l) 設定用のロータリー接点はすぐに接触不良を起こして使い物にならなくなるのではないか
   と考えるけれども、ここには電流がほとんど流れることはなく焼ける心配はない。
   タイマー用コンデンサーに充電電流が流れると考えるかも知れないけれど、
   タイマーのカウントはマイコンのプログラムで行っていて、カウント用レジスターの
   上限値設定を3~7番ピンのグランド接地によるLOW検出で切り替えているだけ
   だから、錆びたりして酷いことになってもそこそこ使えるんじゃないかと。

 m) チップがマイコンならクロック用のクリスタルが要るじゃないのと考えるけれど、
   PIC12シリーズなら4MHzクロックを内蔵しているので外部に必要ない。そのお蔭で
   電源ピン以外の6ピンを入出力用に使える。

 n) 以上のことから、MCUにはPIC12シリーズを使っている可能性が非常に高い。

~2018年8月2日:追記(マイクロスイッチによるポチッと再点灯改造)~~~

 文頭にも記述しましたが、タイマー時間を決めるセレクト線の途中にマイクロスイッチを1個足すだけで、時間が来てLEDが消灯した後に半透明ホヤの頭をポチっと押すだけで再度タイマー動作が設定されてLEDが時間まで再点灯してくれます。
 この改造により、一旦タイマーが働いてLEDが消灯した後の
再点灯で、タイマー時間設定用のリングをもう一度回す必要がある扱いづらさは改善されることでしょう。

Circuit_timerlight_with_ms タイマー時間を設定するロータリースイッチのロッド側の途中にマイクロスイッチを導入します。スイッチへの配線はC端子(コモン)とNC端子(ノーマルコンタクト)とに繋ぎますが、通常時はこの端子間が導通状態となりスイッチを押した時だけ切断するプッシュオフスイッチの動作になります。

Img_19323Img_19333 半透明ホヤを支えている二箇所の爪の一方を削り取った後、マイクロスイッチを頑丈に取り付けます。ドーム部分を軽く押した時にスイッチがカチッと上手く動作する様に位置を調整しておくのがポイント。この部分の加工を失敗するとフィーリングが悪くなるので頑張りましょう。

Img_19342 今回使ったマイクロスイッチの紹介。なるべく小さなものが良かったので手持ちの中から小さな松下製をセレクトしました。高さは5mmほどしかありませんから、狭い空間への組み込みには重宝します。写真下のちょっと大きなオムロン製は入らないっぽいのでまたお蔵入りです。

 この追記を書いている最中にタイマー5分で設定して様子を見ていますけど、5分後に消灯するのを確認してドーム部分をポンッと押せば再点灯してまた5分後に消灯します。

 「 フフッ、健気なヤツめ、カワイイのぉ。 」

 これ手元に置いて光らせておくと、どれだけ時間が経ったのか考えなくても判るのでオモシロイです。時計だと文字読まにゃならんし、アラーム音を鳴るようにすると耳障りで一々鬱陶しいけど、LEDライトならパッと消えたのが視界の端っこでも判るから疲れないですよ意外と。

~2018年8月4日:追記(タクトスイッチによるポチッと再点灯改造)~~~

 先日はマイクロスイッチを追加した再点灯改造方法を記載しましたが、小型なマイクロスイッチが手に入らなかった時に、大概どこでも入手可能なタクトスイッチを使った改造が可能か検証してみたところ、問題なく上手くいきましたので報告しときます。

Circuit_timerlight_with_tactsw 前に記載している回路のマイクロスイッチが入っている箇所へ、トランジスターの2SC1815と10kΩの抵抗を追加するのが今回の改造方法です。トランジスターはNPN形の汎用品で置き換えでき、例えば2SC372、2SC458、2SC828、2SC945などが使えます。

Img_19373 Img_19403 トランジスターと抵抗はスペースに余裕があるので空中配線で十分です。タクトスイッチは6mm角の汎用品で全高5.5mmタイプのものを使っていますが、スイッチを設置するための台座の長さとの兼ね合いで異なる高さのものも使えます。

 具体的には、全高5.5mmのタクトスイッチを使う場合の台座高さは9.5mmでしたから、例えば全高6mmタイプのタクトスイッチを使うのであれば台座高さは9mmにすれば良いということです。つまり、(台座+タクトスイッチ)の高さ=15mmを目安にアレンジ可能ということです。

 マイクロスイッチの時は半透明ホヤ側に取り付けていましたけれど、タクトスイッチの場合は設置加工が難しかったので、電池ボックスの上にピラーを立ててその上に載せる方法としました。これが意外と上手くいったので、マイクロスイッチの時もボディ本体側に取り付ければ簡単にやれたじゃないの、わざわざ小さなタイプを探さなくても汎用品のちょびっと大き目なモノでも大丈夫だったことに気付いて、いつもの悪いクセ『何でも難しくやろうとする頭の固い苦労性』にほとほと呆れてしまいました。

Img_19426 Img_19432 タクトスイッチの取付けに関する情報を載せておきます。台座に載せたタクトスイッチのボタントップからカバー内側までのクリアランスは1.8mm程度です。また上からみた時のタクトスイッチの位置は、ボタントップが半月ぐらい見えている感じでOK。

※分解と改造は各人の判断にて行い、それによって生じる責任を負うこともお忘れなきよう。

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改造報告No.16-3_100均BLT LED LIGHTの輝度アップ改造(LTC3490単機駆動、CREEチップXP-G_R4搭載)

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改造報告No.18____100均LX-601の輝度アップ改造(CX2601、CREEチップXP-G)

改造報告No.19____100均5LEDスタンドライトの輝度アップ改造(AMC7135、LP-AWME56F1Aを5灯、Li-ion電池)

改造報告No.19-2_100均5LEDスタンドライトの輝度アップ改造(AMC7135、GM2BB65QK0Cを5灯、Li-ion電池)

改造報告No.19-3_100均5LEDスタンドライトの輝度アップ改造(AMC7135、LP-AWME56F1Aを10灯、Li-ion電池)

改造報告No.20____100均LEDランタンの輝度アップ改造(焦電センサー、AMC7135、CREEチップXP-G、Li-ion電池)

改造計画No.21____100均サイクルセーフティライトの改造計画(一部パーツの流用と応用考察)

改造報告No.22____100均ランチャーライトV9の輝度アップ改造(AMC7135、OSW54L5111P)

改造報告No.22-2_100均ランチャーライトV9の輝度アップ改造(AMC7135、CREEチップXP-G、Li-ion電池)

改造報告No.22-3_100均ランチャーライトV9の輝度アップ改造(AMC7135、LP-AWME54F1A)

改造報告No.22-4_100均ランチャーライトV9の輝度アップ改造(AMC7135、OSW47L5111Y)

改造報告No.23____100均LEDミニタッチライトの輝度アップ改造(NJW4616、オプトサプライ製ブルーLED搭載)

改造報告No.24___100均5LEDスタンドライトと電球型LEDライトとを合体融合(タッチセンサー搭載)

改造報告No.25___100均サイクルフラッシュライトの輝度アップ改造(OKL-T/3-W5N-C、CREEチップXP-G

改造報告No.26___100均LEDヘッドライトの輝度アップ改造(CR123A、CREEチップXP-G)

第111呟__________100均タイマーライトのちょい改造(タイマー再始動用スイッチの追加)

【LEDライトの製造・改造、比較で気になる情報】

LEDライト改造で知りたい情報__ →CL0117、CL0118B、CX2601に[SBD+C]追加して最適化検証

LEDライト改造で知りたい照度比較__→100均ライト改造品および未改造品の照度測定比較

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コメント

クロヤマネ子さん!素早い分解、解析と詳細解説に只々感謝です。

マイコンが使われていたとはびっくりです。
3pinのチップ部品はTrだったのですか。FETなら1Aの大電流でも安定して流せるかなと思ったのですが。でも、Ic=1.5Aあれば通常は十分でしょうか。SS8050とのコンプリTrですね。

前記事の「記録ス」へコメントした、LEDミニタッチライトの回路利用してワンプッシュでタイマー再稼働検討は、ツープッシュして一度OFF後に再度ONすれば良いことに気づいたので、余分な部品が不要なツープッシュ方式で考えてみます。

セリアの9SMDクリップ式自撮りライト基板のLED部を利用すれば簡単に9SMDに出来て明るく出来ます。OFF時にはフェードアウト式で徐々に暗くするのも面白そう。


それにしても、
セリアの9SMDクリップ式自撮りライト(PIC12とFET)など、最近の百均ライトにはPICマイコンが当たり前のように使用されるようになってきており驚きです。

ここのところのPV数が減ってしまった原因をズバリ突き止めました。

 見に来るヒトが飽きてしまったからではなくて、当方がブログ更新に飽きてしまった、というのが真相だったのです。自身のブログ更新への意欲が無くなってしまったから結果的に内容が薄くなって埋もれてしまい、そんな記事をわざわざ見に来るヒトがいなくなった、というオチだったのです。だから今後はもっと味の濃い、旨味のある情報を発信するようにします。

 さて能書きはこれくらいにして、タイマーライト再稼働の件です。ワンプッシュに拘るから回路がややこしくなるのであって、考え方を変えてツープッシュ方式にすれば何ら問題なく解決することに気付かない当方は頭が固すぎです。

 100均商品でわざわざPIC使うのは、ディスクリートで組むよりもワンチップで簡単に済ませられるからコストダウンになるのだろうと考えます。ワンチップマイコンもそこまで安くなったというところでしょうか。

クロヤマネ子さん、感謝、感謝!です。

> マイクロスイッチを1個足して

これこそ私がラジオへ内蔵したかった機能です。
ラジオのスイッチONでタイマー起動して、切れたら「延長ボタン」をポチッ!
クロヤマネ子さんが記事中に書いているような本来のタイマーとして使うのも良いですね。
必要に応じてTr一個追加してライトOFF時に電子ブザーが鳴るようにしても良いし。

三年近く前に一個当たり9円で購入したレバー付きマイクロスイッチ(12×6×13mm)が余っているので利用できます。
https://www.amazon.co.jp/gp/product/B00J2N3D78/ref=oh_aui_detailpage_o05_s00?ie=UTF8&psc=1

電子ブザー:一個当たり19円で購入、導通チェッカー(なんぎさんの「もうひとつの道通チェッカー」の2SA1015のコレクター部分以下の発振回路全体を置き換え)には一個しか使わないので余っている。
https://www.amazon.co.jp/gp/product/B00L11FSMW/ref=oh_aui_detailpage_o06_s00?ie=UTF8&psc=1

ボディのカラーバリエーションに白と黒とがあるグリオナ製タイマーライトは、改造版で使った白い方のが全体で光るからよりキレイでした。

 今回の改造では小型なマイクロスイッチの入手がカギですけど、[mytoshi]さんはすでに見つけられている様で良かったです。

 ざっと検索してみたら、秋葉原地区では千石電商やマルツで高さ6mmなタイプが¥100前後にて手に入る様です。

 どうしても手に入らないので仕方なくプッシュオン形のタクトスイッチでやりたいヒトには、マイクロスイッチの箇所へトランジスターを利用した反転回路の導入をオススメです。ちょっと回路を考えてみて上手くいったら追記します。

> タクトスイッチによるポチッと再点灯改造

探求心に感謝します。
こちらの方が設置が楽そうで良いです。私が頭の中だけで考えていたイメージに近いです。

「2SC372」実に懐かしい名前です。シルクハット型は回路図に必ず出て来るといっても良い定番銘柄でした。
昔これでビリビリびっくり箱など作ったことを思い出しました。

[mytoshi]さんも同じ様なモノを作っていましたか。当方には、汎用Trと積層9V電池、小信号用トランスとで作った電気ショックを学校に持ち込んで感電体験をやっていたら先生に見つかって没収された、と言う黒歴史があります。

 マイクロスイッチを使うかタクトスイッチにするかですけど、カチッという感触が全然違うので個人的には前者のフィーリングが気に入ってます。

正月休みに、セリアでタイマー付きライトを入手しました。この分解記事を参考にしながら、中を見ますと基板のスイッチ部分がハンダメッキに変更されてました。スタンバイ電流を計りますと、OFF位置では1uA以下ですが、タイマー終了時はプルアップの電流が増えるようです(電池の消耗を気にする値ではありません)。電池は、2本でもLEDが点灯しますので、リスタートスイッチは、電気ストーブの転倒スイッチの様に、本体の電池ケースの底にプッシュスイッチを着けて、持ち上げると電池が切り離される様にしました。こうすれば、普通のスイッチが使えます。

[KK]さん、コメント有難うございます! 最近、タイマーライト関連の記事でプレビュー数が上がっているのはどうしたものかと頭を捻っておりました。

 よく回路図を見返すと、これは単に制御ICをリセットすればいいのではないか、それなら電源ラインを瞬断させても同じことが出来るはず・・・と気が付いたところで、[KK]さんのコメントが飛び込んできてビックリしています。

 [KK]さんご提案の通り、電源ラインにプッシュスイッチを設ければ制御ICにリセットが掛かってまた最初からタイマーがカウントし始めるので、再点灯を意図した機構が簡単に実現できます。当方があの方法にこだわったのは何故なのか思い出してみたら、以下のポイントでした。

 1.再タイマーのセットが、時間セレクト線の瞬断でやれることにこだわったため。
 2.電源ラインにスイッチを入れないのは、接点焼けによる接触不良を避けたかったため。
 3.半透明ドーム状ホヤの部分がスイッチになっているというギミックを取り入れたかったため。

 このLEDライトの場合、使っているLEDはチップ形で3個しか繋いでいないため通電電流は100mAも流れていないでしょう。なので、上記2の懸念は問題にならないはずで、そうであれば[KK]さんの方法は最も簡単な再タイマーセット方法で至極実用的だと思います、パーツも比較的入手のラクなプッシュスイッチ一つで済みますし。

 当方の様にわざわざ難しくやる必要はないでしょう、これはもうそういう病気なのでご勘弁を。今後とも【ヤマネ製作所】をご贔屓ください。

もっと簡単にできました。タイマー終了時に、どこかの他の時間の端子をGNDに落とせば、タイマーがリセットされます。連続ONの端子とGND端子の間に普通(押したらON)のプッシュスイッチを入れるのがお勧めです。OFF状態でも、スイッチを押している間は、点灯します。もちろん、タイマーもリセットします(未確認ですが、たぶんタイマー動作中でも時間をリセット)。スイッチの場所は、もちろんドームの下ですね。

[KK]さん、再び情報有難うございます。当方はそこまで確認していなかったので貴重な情報に感謝です。

 これのタイマー制御チップは恐らくPIC12シリーズのワンチップマイコンだと考えますので、タイマー終了後はスリープモードに落ちるようプログラミングしてあるものと想像しています。その場合、4~7ピンに配している汎用入力ピン(GPピン)のいずれかの状態が変化する(H→L)とスリープ解除割り込みが掛かる設定のままなら、[KK]さんの情報の通りの挙動を示すものと思います。

 何しろ、いまいち動作ロジックが完全解読不能なソフトウエア上の問題なので、もしかするともっと違った挙動をすることがあるのかもしれません。

私も割り込みを考えましたが、連続ONがあるので、一定周期でポートを見ているのでは?と思って確認しました。2つのポートをGNDに落としたときの動作は不明です(確認するには、タイマーが終るのを待たないと)。時間の長い方が優先すると考えるのが自然でしょう。連続ONは、ハード的にONさせてもいいので、なにか隠れた機能があるかも分かりません。ICだけをタイマーとして使って、AC電源のON/OFFに使いたい。この基板は、銅箔が極端に弱い(薄い)ようです。

ずばり[KK]さんはプログラミング経験者ですね!

 当方はPIC16F84ブームでアセンブラを少々齧った後、LPC1114FDH28のichigojamに辿り着いてから停滞しています。それと基板にもお詳しいのでしょうか?密着性が弱いのはサイドエッチングに強いロープロファイル電解銅箔を使っているのかも知れません。

 100均商品でワンチップマイコンを使っているもので他にはダイソーで買える【クリップ式自撮りライト】があり、あれのプログラミングでも点灯OFFにスリープモード突入を利用しているかどうか判っていません。点灯制御が秀逸なので電源を強化しパワーLEDを駆動してキャンプ用などに改造したいところです。(←行かないくせに?)

こんにちは、このブログが気になって、該当商品を購入しました。
解析お疲れ様です。
マイクロスイッチは、良いアイディアですね。
トランジスタの方は、いまいち気になる点が有るのでコメントします。
まず、待機電流が気になります。(4.5-0.6)/10k → 300μA程度
(リセット動作時のみなら数mA流れても気にしない。)
ロジックが、当ブロクの通りであれば、
回路が複雑と言うかトランジスタが不要で抵抗1本とタクトスイッチのみで実現出来ます。

電源+側とロータリースイッチのコモン側に10k抵抗を追加する。
タクトスイッチを電源ー側とロータリースイッチのコモン側に接続すれば待機電流増加なしになります。

皆様の参考になれば幸いです。

追伸 訂正
内容文 電源+側と電源ー側が逆になってしまいました。


投稿者不明なので頂いているメールアドレスの[gs.....]さん、情報コメント有難うございます。

 このタイマーライトに使っているマイコンチップ、おおかたPIC12シリーズだと踏んでいるのですけど、プログラムとその挙動がイマイチ判っておらず推測の域を出ませんが、タイマー再スタートのやり方にはいろいろな方法がある様です。

 それとトランジスタースイッチを使った回路、あれはしばらく使ってみたら電池がスッカラカンになってしまって10kΩでは小さすぎたことを修正することもなく今日までほったらかしにしていましたが、ついに先ほど[gs.....]さんにバレてしまいました。

 恐らくスリープモードからウェイクアップする方法を色々な人が見つけてくれている、という状況でしょうか。[gs......]さんの方法もその中の一つだと思います。情報有難うございました。

今後とも【ヤマネ製作所の日々】を宜しくご贔屓下さい。

お世話になります。
当ライトですが、シチュエーションによっては、かなり明るく感じます。
そこで、10kVR1個を追加し輝度調整出来る様にしましたので紹介させて下さい。
(抵抗を一本更に追加すれば、快適になると思いますが自分用なので割愛)
改造ポイントは、トランジスタのベースと10k抵抗間をネガカットしVRを追加します。
具体的には、
タイマーセット表示部の反対側(後ろ)にVR取り付け(取付時電池BOXに干渉するのでBOX部一部カット)
ベースにVRの2ピン接続
10k抵抗側にVRの3ピン接続
エミッターにVRの1ピン接続
以上です。
真ん中くらいから点灯し右いっぱいでMAXの輝度になります。
参考になれば幸いです。
PS  VRは、アマゾンでも扱っている安物です。
https://www.amazon.co.jp/gp/product/B073LQ38LL/ref=oh_aui_search_asin_title?ie=UTF8&psc=1
電池もリチュームイオンバッテリーを内蔵しました。

[gs.....]さん、改良情報有難うございます。リチウムイオン電池搭載!いいですよね、当方の大好物です。

 LED駆動にトランジスターを使っている100均LEDライトは数少ないのですけど、[gs....]さんの方法なら簡単に明るさをコントロールできて良い方法だと思います。当方の場合、よく考えもしないですぐに定電流チップなどを頼ってしまうので[gs....]の方法は盲点でした。

 それとご紹介いただいたamazonのVR、似た様なのがaitendoでも置いてありますけど流石に10個であの値段はありえません。秋葉原へは交通費も掛かりますんで、何か他に用事がある時でないと最近は寄り付かなくなりました。

 電源をリチウムイオン電池にしたとのことで、10440形の単4タイプでしょうか。当方はケータイやスマホ用の中古バッテリーをしこたま買い込んでいるので、すぐに角型を突っ込んでしまいますが。

クロヤマネ子さん お世話になります。
早速のコメントありがとう御座います。
リチウムイオン電池は、機器用の(3シリ)パックを分解し1セルマッチ箱タイプを使用しました。
(新品ですが、三洋がまだ現役時代の骨董品です。時折充電しメンテナンスしていたので元気ですよ。)
サイズは、この電池BOXの縁サイズと同じでしたので電極を全て外し,電極受けと電池受けの突起を
ザグリやっと入れました。ぴったりサイズなので取り外しは、考えていません。
電池本体に絶縁用シートを貼り付け、内部に充電用に電極を設けました。
充電はBOXのカバーを外し充電ユニットを接続して運用しています。
単純だけど面白い事を色々やってます。。

[gs....]さん、わざわざ回答頂いて有難うございます。

 角型リチウムイオン電池で単4サイズ×3本分の大きさというと幅34mm×長50mm×厚10mmでしょうか、そのサイズだと当方は沢山持っているものの、規格が古いので容量は1400mAhあるかないか。同じ大きさで厚みが半分の5.5mm型が2枚並列に接続してあるパックタイプになると2000mAhをちょっと超えるくらいなのがあるんですけどね。

 コメントを読んでいると[gs....]さんの真似をしてみたくなってウズウズしてきました。

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