番外編 ソリッドステート・リレーの製作
 AC100のヒーターや、電球などの電力を制御するためにAC100Vのオン/オフが必要になります。リレーを使用することもできますが、無接点の半導体リレーを使用したほうが接点の劣化もなく、制御も容易になります。
 そのため、秋月電子通商で販売しているソリッドステート・リレー(SSR)キット20Aタイプを組み立てます。


回路の仕組みを理解するために手持ちの部品でソリッドステート・リレーを作る
 ソリッドステート・リレーの回路図は、次に示すようになります。使用している部品は異なりますが、秋月電子通商の回路構成と同じになっています。


adr260100.jpg

 この回路を、エレキジャックの付録基板の小型のユニバーサル基板に組み立ててみました。
揃えて部品を次に示します。

 

adr260102.jpg 青色の丸いZNRと緑の端子台は秋月電子通商、6ピンのIC、TLP561Gと3本足のM8G45のトライアックは千石電商で購入しました。
 基板に組み立てた状態の部品面を次に示します

 

adr260104.jpgはんだ面の様子を次に示します。

 

adr260106.jpg ユニバーサル基板の工作に自信がある方は、これらの写真と回路図を基に組み立ててみてください。ユニバーサル基板を使用した工作に自信がない方、またコストを掛けたくない方は、次の秋月電子通商のキットを使用したほうが組み立ても容易で安価に完成させることができます。

秋月電子通商のソリッドステート・リレー・キットを組み立てる
 秋月電子通商のキットを利用すると、はんだ付けは少し必要ですが指示に従い組み立て、はんだ付けするだけでできてしまいます。はんだ付けは前々回実践しましたので、もう問題ありません。

 

adr260010.jpg100Ωの抵抗 
 フォト・カプラのフォト・トライアックに電流が流れるとこの抵抗による電圧降下が、AC電源のオン/オフを行っているトライアックのゲートに加わる電圧となります。フォト・トライアックにオンの信号がない場合は、100Ωの抵抗に電流が流れなくトライアックはオンになりません。


330Ωの抵抗 
 フォト・カプラのLED側の電流制限抵抗です。オン信号がDC3Vから8Vのとき、LEDに5mAから20mAくらいの電流が流れるように電流を制限しています。

フォト・カプラ 
 写真ではフォト・トライアックと表示されている白い6ピンのICです。内部には、LEDとその光によって交流をオン/オフすることのできるフォト・トライアックが対面して内蔵されています。制御信号の回路とAC電源回路は電気的に絶縁することができます。

トライアック
 AC電源をオン/オフすることのできるパワー・デバイスです。直流の制御はできなく、AC電源制御用のデバイスです。


ZNR
 モーターやコイルを負荷とする場合に発生する高電圧のノイズを吸収して、雑音防止とトライアックを高電圧から保護する素子です。


基板
 基板には部品の配置も印刷されていますので、フォト・カプラとトライアックの向きについてその指示に従えば間違えることはありません。フォト・カプラの表面の丸いマークが1番ピンの位置を示し、トライアックは放熱面の位置が2本線で示されていますから、その向きに注意してセットしてください。

部品をセットした状態


adr260020.jpgはんだ付けする
 パーツの足を切ってからはんだ付けする場合と、はんだ付けしてから余分な足をカットする方法があります。足を切らずにおくとセットした部品の弛みやふらつきが少なくなります。その代わり少々足がはんだ付けの邪魔になる場合もありますが、はんだ付けした足をカットしていけば、それほど苦になりません。


adr260030.jpg 部品のはんだ付けを終えると、リード線の接続を行います。この基板の穴にあうコネクタがありませんでしたので、リード線をはんだ付けしました。

 

adr260040.jpg はんだ付けは、リード線をはんだゴテで暖め、はんだをリード線にも十分しみこませます。

 

adr260050.jpg リード線のもう一方の端は、2ピンのコネクタを取り付けます。日本圧着端子製造のXHシリーズの2ピンのものを使用しています。コンタクト・ピンの圧着は、エンジニアリング製の圧着ペンチP09を使用して圧着します。

 

adr260060.jpg 制御側のケーブルまでは完成しました。

 

adr260070.jpg AC側は、電源コードの途中をはんだ付けすることでも対応できます。中継用のヒューズ・ボックスと抜き差しできるコネクタを次回用意します。
 また、次回はブレッドボード上のArduino MINIを使用して動作確認した後、次に示すArduino Skinnyで実際の制御を行います。

 

adr260080.jpg ブレッドボードの代わりに、次に示すArduino用のユニバーサル・ボードを使用します。このほかにもArduinoに追加の回路を組むためのボードがあります。まずこのボードを使用し、順次、ほかのボードを使用する予定です。


adr260090.jpg<神崎康宏>


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