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

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

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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

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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　】

【　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。