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リレー搭載 光センサースイッチキット (K-15537)

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データ番号

1725

区 分

キット

分 類

センサ

品 名

リレー搭載 光センサースイッチキット (K-15537)

発売元

秋月電子通商

価 格

750円(10%税込)

主要部品

LP2950-5.0V LM393 2SC1815-GR NJL7302L-F3 1N4007

電 源

+12Vdc

概略仕様

 

概要

周囲の明かりさを検出してリレー接点をオンオフする基板です。

電  圧

12Vdc(リレーコイル用電源電圧による。)

光センサ

照度センサ(フォトトランジスタ) NJL7302L−F3

  • 分光感度特性が人間の視光感度特性に近くい。

  • 広い指向角度を有する。

  • ・赤外光の影響を受けにくい。

出力素子

リレー接点出力

リレー型式 : 941H−2C−12D

接点構成 : C接点 2回路 

端子台(ターミナルブロック)構成 : 3P×2個

定格接点容量(DC) : 2A/30V

定格接点容量(AC) : 1A/125V
 

感度調整

半固定抵抗器で調整します。

検出動作

スイッチSW1で、明るさによりコイルオンオフ設定を選択できます。

     

付属基板

専用基板 AE−Photo−SW

付属ケース

無し

外形寸法

基板単体完成時 W 71.1mm D 47.1mm H 14.0mm

追加購入

部品

コメント

  • 光センサにはCdSを採用することが多いですが、このキットではフォトトランジスタを採用しています。 このフォトトランジスタの特徴は「分光感度特性が人間の視光感度特性に近く、広い指向角度」とのとこです。 でもこの特徴だけではフォトトランジスタを採用した理由としては納得は難しいです。

改 造

その他

(製作例)

      

【 キット パッケージ外観 】

 

【 キット 構成品 】

 

【 キット 取扱説明書 】

 

【 プリント基板(部品面) 】

 

【 プリント基板(ハンダ面) 】

 

【 部品パッケージ 外観 】

 

【 部品パッケージ 構成部品 】

 

【 部品パッケージ コンパレータ 】

 

【 部品パッケージ ジ半導体部品 】

 

【 部品パッケージ 抵抗・キャパシタ 】

 

端子台(ターミナルブロック)が3個入っていましたが、2個のみ使用します。

【 部品パッケージ 機構部品 】

 


製 作 例

 基本的には部品高さの低い部品から順番に取付けました。

 

【 Step1 抵抗取付け 】

 

【 Step2 ダイオード取付け 】

 

【 Step3 ICソケット取付け 】

 

【 Step4 セラミックキャパシタ取付け 】

 

【 Step5 スイッチ取付け 】

 

【 Step6 TO−92部品(トランジスタ・3端子レギュレータ)取付け 】

 

 フォトトランジスタの向きに注意して取付けます。 具体的には、シルクハット形状のフォトトランジスタにおいて、シルクハットのつば部分の切欠きの向きを、フォトトランジスタPT1シルク切欠きに合わします。

【 Step7 フォトトランジスタ取付け 】

 

【 Step8 DCジャック・半固定抵抗器取付け 】

 

【 Step9 端子台取付け 】

 

【 Step10 電解キャパシタ取付け(完成) 】

 

【 完成外観1 】

 

【 完成外観2 】

 

【 完成外観3 】

 

【 完成外観4 】

 

【 完成外観5 】

 

【 完成外観6 】

 


動 作 確 認 

 

【 通電時・リレー動作時外観 】

 

 定量的に本基板の動作を理解するために、フォトトランジスタの変化の代替として電圧信号を入力して、検出回路(コンパレータ)の動作特性を測定しました。 測定に際しては、フォトトランジスタPT1と電解キャパシタC6を取り外し、抵抗R1(15kΩ)の両端に電圧を供給しました。 以下、抵抗R1(15kΩ)の両端の電圧を入力電圧と記載します。 また、入力電圧は三角波を入力して、入力電圧の立上り時と立下り時の特性を調査しました。

 まず最初にVR1を最小から最大に変化させたときのリレーオンオフを確認しました。 VR1の−側最小付近、および、+側最大付近ではリレーの接点は動作変化しません。 リレ−接点がオンオフするVR1調整範囲内でリレーを駆動するトランジスタTR1のコレクタ電圧(以下、出力電圧と記載します。)と入力電圧の関係を測定した結果を下記に掲載します。 なお、SW1は「明るい」側に設定しています。

リレーオン=オン状態(12Vdc印加)
リレーオフ=オフ状態(コイル電源遮断)

【 測定結果 (VR1調整範囲 R4=10kΩ) 】

 出力の帰還抵抗R4があるためコンパレータ出力はヒステリシス特性を有します。 上記測定結果で示すようにヒステリシス幅はVR1の調整位置で変化します。 その要因の一つとして可変抵抗VR1のセンター端子の出力インピーダンスが調整位置により約 1.25kΩ〜0Ωの範囲で変化することにあります。 (注意:ヒステリシス幅が変化する要因はこれ以外にも複数あります。)
 光センサースイッチキットとしてはヒステリシス幅が変化することは何ら問題ありません。 しかし、もしこの基板回路を別用途に流用する場合、VR1の調整位置でヒステリシス幅が変化することを理解しておく必要があります。

 次に、ヒステリシス幅を決める抵抗R4の抵抗値を変えた場合の入力電圧と出力電圧の特性を測定した結果を下記に掲載します。 なお、可変抵抗器VR1は中央付近に固定しています。

 

リレーオン=オン状態(12Vdc印加)
リレーオフ=オフ状態(コイル電源遮断)

【 R4依存性 (R4:5.6kΩ〜1MΩ) 】

 

リレーオン=オン状態(12Vdc印加)
リレーオフ=オフ状態(コイル電源遮断)

【 R4依存性 (R4:未実装) 】

 

 上記の測定で出力電圧が電源電圧12Vdcを超えているのは、リレーオンからリレーオフに変化したときに生じる逆起起電力が要因です。 逆起電力をダイオードD1に逃がしたときの順方向電圧降下Vfが電源電圧12Vdcに加わっています。 なお、リレーオフからオンに変化する場合は逆起電力は生じないので波形ピークが生じることはありません。

  

データ作成者 CBA

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