零電完全理解(05) トグルスイッチ

(※ニコニコ動画「零からの電子工作」シリーズは私の作ではなく、剣菱P氏という別の方です。私は動画を見て学ぶ側です。)



今回はスイッチの話です。
いつも出鱈目に選んで買っていましたが、スイッチひとつとってもなかなか奥深く、この動画は本当にためになります。
どんどん本格的な電子工作になっていきます。



零からの電子工作 第5回 トグルスイッチ
http://www.nicovideo.jp/watch/sm12699100



復習
Q コンデンサを付ける順番は関係あるのか?

A ノイズ除去ではセラミックコンデンサのほうが活躍している。
  しかしコンデンサから目的地までの距離が遠いと、
  その間にまたノイズが発生してしまう。
  つまり、
目的地のなるべく近くに
  セラミックコンデンサ(パスコン)を置くべき。


5_1.jpg



Q コンデンサを並列ではなく直列につけるとどうなるか?
A まず、並列の意味は、低い周波数と高い周波数の両方に対応するため。
  もし直列にすると、高い成分は電解コンデンサが止め、
  低い成分はセラミックコンデンサが止めてしまう
ため、意味がなくなる。



Q レギュレーターで熱にする4Vはどれだけ熱いのか?
A 流す電流による。


  電力P=V*I

  レギュレーターの限界まで流せば触れないほど熱くなるが、
  そうでなければ暖かい程度。

5_2.jpg



Q コンデンサの耐圧は2倍も必要なのか?
A 余裕がある分には困らない。






1)トグルスイッチについて

5_3.jpg

レバーを倒すと、接点がシーソー状に動く仕組み。


2)トグルスイッチの種類

5_4.jpg

・オンと反対側のオン(オフ)の2択のもの
・オン・オフ・オンの3択のもの
・オルタネート型(スイッチを倒すとその状態が続くもの)
・モーメンタリー型(スイッチを離すともとに戻るもの)


3)スイッチの定格

5_5.jpg

たとえば、
1A 250V
3A 120V
とスイッチに書いてある場合、

5_6.jpg

250Vで1A→250
120Vで3A→360
となる。
ということは、
20Vで13A流せそうだと思うが、違う。
だいたい3A以上はムリ。
スイッチといえど抵抗を持っており、熱で金属が溶けたりする。
場合によってはスイッチがくっついてしまったりする。キケン。
つまり、オンにしたはいいが、オフにできなくなったりする。超キケン。

たとえば、
125A AC 6A
と書いてある場合。
ACは交流。



Q スイッチにとって、直流と交流がどう違うか。
A スイッチの接点同士が近付くと、スパーク(放電)が起こる。
  その時、金属の表面が溶けたりする。
  直流ではずっと電気が流れているが、
  交流では0になるポイントがある(放電が止まる)。
  つまり、交流の方がスイッチに優しい。


5_7.jpg

125A AC 6A
と書いてあるスイッチはDCでの耐性に換算すると
30V DC 3A
程度となってしまう。



4)突入電流

スイッチの定格は基本的には抵抗だけで作った回路を想定している。
回路にコンデンサが含まれると、一瞬大容量(回路の10倍から数十倍)の電流が流れることがある。
この大電流を「突入電流」という。
そのことも念頭にいれた耐圧のあるスイッチを選ぶ。


5)ランプやモーターの注意点

ランプは点灯はじめのパーツが冷たい時には抵抗が低くなり、
電流がよく流れる。
しかし、熱を持つにつれ、抵抗がどんどん高くなり、
電流は流れにくくなる。

モーターも回転を始める瞬間は、ものすごい量の電流が流れてしまうので注意。




6)Q:では、いつでも大電流用のスイッチを使えばよいのか。

A:実は、小電流用と大電流用では構造が違っている。

小電流用は、スパークで少しずつ表面が劣化して壊れる。
大電流用は、スパークが前提。むしろスパークによって接点表面がクリーニングされ、それによって延命するようにできている。
大電流用に小電流しか流さないと、逆に劣化が進むものもある。

ただし、電子工作レベルでは、スイッチ選びはアバウトでOK。



7)トグルスイッチを使って5V電源回路を作る。

5_8.jpg
ユニバーサル基板は0.54mmピッチで穴が空いている。0.54mm = 0.1インチ。

5_9.jpg

・積層セラミックコンデンサ×2
・電解コンデンサ×2
・抵抗
・LED
・3端子レギュレーター
・トグルスイッチ
・電池スナップ
・蓑虫クリップ


5_10.jpg

基盤を小さく切り、パーツを刺してみる。パーツに基盤が収まるかを確認。
パーツのだいたいの場所を覚えたら、背の小さいパーツから半田付けしていく。


8)実験:作った電源をテスターにかける。
5_11.jpg

9Vの電源で5Vの出力。トグルスイッチでON。パイロットランプもついている。


おまけ)LED用の拡散キャップを使えば、正面からの光を弱め、横からでも光が見えるようにできる。

5_12.jpg

5_13.jpg

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二名川(ニナガワ)

Author:二名川(ニナガワ)
ホビーロボットをレトロゲームが発展したものと捉えて楽しく遊び倒します。
子供が夢を見ている時間帯に稼働します。

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■作成中の機体
汎用ヒト型決戦遊具 ~RX計画~
RX-7.5 ゼロタンク
RRf-0.6 ゼニィ
RXM-7.9 ゼムネス
RX-7.5R 量産型ゼロタンク
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以下続く

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