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ArduinoでDC12VやDC24VさらにはAC100Vを簡単に制御したい場合

5v-relay-eyecatchArduino(マイコンボード)
この記事は約6分で読めます。

こんにちは。ホビーハッピーです。

今回はArduinoで電圧の違うものを動かしたいときのお話です。

基本的な話になりますが、ArduinoへはDC5Vの電源供給され

各制御ピンも同じくDC5Vが流れます。

電圧計を持っている人は、制御ピンをONにした状態でGNDとの電圧を見てもらえれば

ちゃんと5V流れているのがわかると思います。

そんなArduinoですが、

たまにDC12VやDC24Vの装置を動かしたくなったり、

家庭用コンセントで動く装置(AC100V)を制御したくなることもありますよね??

そんなとき一番簡単にできる方法をご紹介します。

自己紹介

東証一部上場企業でサラリーマンしてます。

主に工場(生産現場)で使用する検査装置のアプリケーション開発してます。

ヒトの作業を自動化して簡略化するアプリケーションを日々開発中。

Youtubeチャンネルにさまざまな動画を上げています

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Arduinoを使ってDC24Vで制御する場合

今回の例として、DC24Vで動作するLEDライトを

Arduinoで制御してみようと思います。

動作としては単純で、ON/OFFだけですからある意味【Lチカ】ですね。

必要なものというか準備するものを紹介していきます。

今回必要なもの

必要なものはこんな感じです。

  • Arduino
  • DC24Vスイッチング電源
  • DC24V用LED
  • DC5Vリレー

必要なものを詳しく説明してきます。

Arduino

これがないとちょっと困っちゃいます。

Arduino自体はどのシリーズのものでも構いませんし、

互換品でも全く問題ありません。

純正のArduinoを筆者は触ったことがないというのはここだけの秘密。

ArduinoUNO互換機のLED
ArduinoUNO互換機

DC24Vスイッチング電源

こちらはDC24Vを作り出すための電源です。

ArduinoはDC5Vしか作れませんので、DC24Vは他の電源に作ってもらう必要があります。

わたしが持っているのはこちらのスイッチング電源と呼ばれるものです。

ほかにもACアダプターなんてのもありますが、どちらでもDC24Vが作れれば問題ありません。

スイッチング電源を使用する場合の注意点ですが、

スイッチング電源単体だと、家庭用コンセントからのケーブルが付属していないことが多いです。

こんなの↓↓

実際には、コンセントと逆側の端子はぶった切って配線むき出しにして、

LとNをスイッチング電源につなげるイメージです。

ですから、すでにこのようなケーブルを持っていない場合は購入する必要があります。

DC24V用LED

今回はLチカをするのでDC24V対応機器としてトラックなんかに使われるLEDを使ってみます。

実はDC12Vは一般の乗用車、DC24Vはトラックのバッテリーと同じなんです。

なので、車用の電飾ギラギラみたいなLEDなんかは5Vじゃ光らないようになっているんですよね。

そもそも電流値も足りませんが….

AmazonなんかだとDC24V LEDなんて調べるとなかなか奇抜なアイテムが表示されたりします。

トラックのサイドについている角みたいなLEDも、

今回の構成で光らすことが可能です。↓↓↓

他にもいろいろあるので、ちょっと調べてみると面白いかもしれないです。

アマゾンで調べてみる↓↓

Amazon.co.jp: 24v led
Amazon.co.jp: 24v led

DC5Vリレー

このアイテムが今回の本題みたいなところがあります。

DC5Vリレーです。

簡単に原理を説明すると、DC5VのON/OFFで、

反対側につないだ線(今回はスイッチング電源とLED)をつなげる/切る

の動作をできるようにします。

物理的に導通する板をぱちぱち切り替えるので単純です。

5Vリレーのつなぎ方(配線方法)

配線方法ですが、こんなかんじにしましょう。

relaytest
まずはArduinoとリレーでテスト動作

まずはテストです。

DC24Vをいきなりつなげるのではなく、

5VリレーとArduinoをつなげて動作確認をします。

8番ピンと5VとGNDを使用して、

リレーの動作チェックをしてみます。

スケッチはこんな感じでやってみます。繰り返しますがあくまでテストです。

int relayPin=8;
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
 
 pinMode(relayPin,OUTPUT);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  digitalWrite(relayPin,HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(relayPin,LOW);
  delay(1000);
}

こちらのスケッチを動作させたのがこの動画です。↓↓

5VリレーをArduinoで動作チェックした。

つなぎたいものの配線方法

5VリレーとArduinoの配線方法と制御方法はご紹介しましたので、

最後に今回のDC24Vの制御です。

配線はこんな感じになります。

relayarduino
5Vリレーとスイッチング電源を配線

注意点についてはこちら↓↓

  • NとLは家庭用コンセントから供給する。(ケーブルの用意が必要)
  • LEDとして配置しているところにDC24V制御したいものを配置する。
  • イメージとしては、リレーを導線の間にかませる感じ。

NCとNOについてですが、

  • NOはノーマルオープンの略。リレーがONするまで通電しない。
  • NCはノーマルクローズの略。リレーがONしたら通電が切れる。

という役割があります。

なので使い方に合わせて配線を変える必要があるのは何となくわかりますよね??

ちなみに、リレーが壊れたときのことを考えると、NCよりもNOにつないでおいたほうが

安全な気がします。NCにつないでおくと壊れた時に通電しっぱなしになりますから。

5Vリレーを使うことによるデメリット

このリレーはデメリットもありまして、

物理的に導通板を動かしている関係上、耐久性がそんなに高くありません。

とはいえ、1,000回程度のサイクルでは壊れないとは思いますが。

そのうち耐久試験でもやってみましょうかね….

それから最後にデメリットを一つ。

これ動作チェックの動画を見てもらえればわかるのですが、意外と音が出ます

カチャカチャという感じ。

ケースか何かに入れてしまえば特に気にならないレベルにはなりますが、

どうしても物理的に内部を動かしている関係上仕方ないです。

もし音が気になる場合は、物理的に導通させないタイプを選びましょう。

ただ、見た目も原理も結構変わるので電気初心者の方だと

ちょっとハードルが高いかもしれないです….

ちなみに一応紹介しておくとフォトカプラなんかがそれになります。

フォトカプラ自体は手元にあるのでそのうち記事にします。

まとめ

今回は5VリレーをArduinoで使う方法について紹介しました。

Arduinoは制御自体簡単なのですが、

DC5Vという制限があるのでどうしても電圧違いの装置は動かしにくいです。

そんな時は今回の記事の内容を思い出してもらえれば比較的簡単に

制御できるはずです。

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