秋月ファンクラブ掲示板 過去ログ

リレーを順番にONさせる回路 - inara1

2013/09/19 (Thu) 08:22

1個のTC4017で最大10個のリレーを順番に動作させることができます。添付図は6個のリレーを順番に動作させる例です。右の画像をクリックすると拡大表示されます。

電源投入直後はリレー1だけがONになっています。プッシュスイッチ(モーメンタリー)をチョイ押しすると、リレー1がOFFになり、同時にリレー2がONになります。プッシュスイッチを合計5回押すとリレー6だけがONになりますが、次にプッシュスイッチを押すとリレー6がOFFになりリレー1がONになります。その後はこの動作の繰り返しになります。

図のA点の接続位置を変えることで、順番に動作するリレーの数を2個から10個まで変えることができます。プッシュスイッチを押すたびに、図の?から?までの信号線に、この順番で、電源電圧と同じ電圧が出てきます。電源電圧と同じ電圧が出ている信号線につながったリレーだけがONになります。点AはTC4017のリセット端子につながっているので、最後のリレーに対応する信号線の「次の信号線」にA点をつなぐと、TC4017がリセットされて(電源投入直後の状態に戻る)、信号線?に電源電圧と同じ電圧が出力されます。TC4017は10進のカウンタなので、リレーが10個のときはA点はどこにもつながなくていいです(ダイオードD1も不要)。リセットしなくても、10個目のリレーがONになったあとは順次動作が繰り返されます。

TC4017は電源電圧が3Vから15Vまでの範囲で動作します。リレーの動作電圧がこの範囲なら、添付図のようにリレーの電源とTC4017の電源(16pin)を共通にできます。リレーと並列に接続されているダイオード(リレーの逆起電力吸収用)は必ず入れてください。トランジスタ(2SC1815)は、最大電流が100mA程度なので、リレーの動作電流がこれより大きい場合は、最大電流が大きいトランジスタを使ってください。

TC4017BPデータシート http://www.kansai-event.com/kinomayoi/PDF/4017B.pdf
TC4017BPの入手先
http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=3887-M55A
http://www.marutsu.co.jp/shohin_35914/

Re: リレーを順番にONさせる回路 - iiiiiii000iiiiii

2013/09/19 (Thu) 11:22

inara1 様 はじめまして、早々のご回答ありがとうございます。また、回路図ま
で作成して頂きまして大変恐縮です。
ICを使用するとローコストなるので良いですね。

回路の用途ですが、現在市販のAVセレクターを使用していますが、しばらく切り
替えないと、どうしてもプッシュスイッチの接触不良が発生して、スイッチを数回
押さないと、接触が上手くいかない現状です。

そこでリレーの在庫が沢山有るという理由で、1入力 N(Nの数は、まだ未定で
す)出力のリレー式のAVセレクターを作ろうと考えています。
リレーは一応密閉タイプなので、接触不良は低減されるのではないかと期待してい
ます。

入力毎にスイッチを設けるとコストがかかるので、1個のスイッチで切り替え出来
ないかと思っていました。

TC4017を複数使う事で、10回路以上の出力回路を作る事も可能でしょうか。
お忙しい所、恐縮ですがよろしくお願い致します。

Re: リレーを順番にONさせる回路 - inara1

2013/09/19 (Thu) 15:42

TC4017を複数使えば10チャンネル以上の選択もできます。TC4017を複数使った回路
を後で紹介します。上の回路もブレッドボードで動作確認していますが、10チャン
ネル以上の回路も動作確認してから回路図を紹介します。

電源電圧は3Vから15Vまでなら動作しますが、この範囲なら動作電圧が3V、5V、
9V、12Vの4種類のリレーがあります。動作電圧の高いリレーのほうがリレーの消費
電流が少ないので、省エネにしたいのなら電源電圧を12Vとして、12V用のリレーを
使ったほうがいいです。リレーを使ったセレクタは、電源が入っている間は、常時
どれかのリレーが動作しています。

>市販のAVセレクターを使用
つまみを回転させて切り替えるものですか。スイッチの接点が密閉されていないと
接触不良が起きるかもしれません。私がよく利用する秋月電商で売られているリ
レー(http://akizukidenshi.com/catalog/c/crelay/)は、内部が樹脂封止されて
いるので接触不良は起きにくいはずです。

この掲示板で「オーディオセレクタ」の回路を紹介しています。スイッチを押して
順番に切り替えるのでなく、切り替えるチャンネル数のスイッチを用意して、その
スイッチを押すと、ダイレクトに切り替わるというものです。

・5チャンネルオーディオセレクタ
(http://akizuki-fan.bbs.fc2.com/?act=reply&tid=9904516)
5台のオーディオ機器の出力と入力を任意の組み合わせで接続できるものです(録
音用)。切り替えは2回路入りのリレーを使っていて、LとRが同時に切り替わりま
す。使用したデジタルICは6回路入っているものなので、5チャンネルでなく、6
チャンネル用の回路を紹介しました。出力機器(REC OUT)の選択スイッチが6個、
入力機器(REC IN)の選択スイッチが6個の他、録音中の音をモニタしたいという
要望があったので、モニタチャンネルの選択ボタンが6個あります。20連LEDを使っ
たレベルメータも備えています。

Re: リレーを順番にONさせる回路 - iiiiiii000iiiiii

2013/09/19 (Thu) 17:04

市販のAVセレクターですが、ビクター AVセレクター JX-S8
で、スイッチはプッシュ式なので、接触不良が起き易いです。
つまみを回転させて切り替えるタイプは、
切替時に接点がセルフクリーニングされるので、
接触不良が起き難いですね。

5チャンネルオーディオセレクタの記事拝見しました。
回路も実物も凄いですね。
最近ではPICマイコンで制作される方が多いですが、
TTLなどで制作する方がノイズや消費電力で有利ですよね。
しかし、DIPタイプのTTLなどの入手が困難になる
時代が迫っているのも寂しいものですね。

Re: リレーを順番にONさせる回路 - inara1

2013/09/19 (Thu) 18:59

5チャンネルオーディオセレクタはリレーを18個も使っているので見かけは複雑に
見えますが、6チャンネルのセレクタが3回路入っているだけです。ファンやヒュー
ズまでついていて部品にやさしい設計になっています。私は金属ケースの加工が苦
手で、あのようなものを簡単に作れる人を尊敬します。

ロジックICでDIPパッケージのものは店頭からなくなりつつあります。表面実装用
のフラットパッケージはまだ需要があるので大丈夫だと思います。

JX-S8はビデオ信号も切り替えるものですが、切り替えは3系統でしょうか。上でお
紹介したリレー(http://akizukidenshi.com/catalog/c/crelay/)は接点が2回路
しかないので、3系統を切り替える場合は3回路入りのリレーを使う必要があります
(2回路のリレーを2個使ってもできますが)。

今日は会社をお休みして、秋月で買出しをしてきたのですが、明日は会社なので、
回路図は土曜日以降になります。

さきほどTC4017を2個使った18チャンネルのセレクタの動作確認ができました。
TC4017を3個使えば27チャンネルの切り替えができますが、実際に作られるのは18
チャンネル未満と考えていいでしょうか。

Re: リレーを順番にONさせる回路 - iiiiiii000iiiiii

2013/09/19 (Thu) 21:05

inara1 様 
こんばんは。お世話になります。

アルミケースの加工は、私も苦手です。
削るのが大変ですよね。
小さな基板で作った物は、タカチの樹脂ケースを加工して
入れてます。
制作予定の仕様は、ビデオと音声L・Rです。
2回路のリレーが有るので、2個セットで使用したいと思います。
チャンネル数は18チャンネル未満で考えています。

秋月電子に買い出しに行けるのは、いいですね。
私は京都なので有る程度、欲しい品が貯まれば、
通販で注文していますが、数年に1度位の頻度です。
大阪の日本橋にもパーツ店がありますが、若い頃は
良く買い出しに行っていましたが、今は主に通販を
利用しています。
回路図は、急ぎませんので、ご都合の良い時に
お手数ですが、宜しくお願い致します。

Re: リレーを順番にONさせる回路 - inara1

2013/09/20 (Fri) 18:44

>チャンネル数は18チャンネル未満
了解しました。18チャンネル未満なら動作確認済なので、明日、回路図を紹介します。

>2回路のリレーが有るので、2個セットで使用したい
分かりました。リレー2個ぶんの動作電流は100mA未満でしょうか。リレー駆動用のトランジスタに2SC1815を使った場合、トランジスタに流せる電流は最大100mA程度になります。

Re: リレーを順番にONさせる回路 - iiiiiii000iiiiii

2013/09/20 (Fri) 22:20

inara1 様 
お世話になります。
手持ちのリレーは
オムロンのG5V-2  DC9V 55.6mA でした。 
2個で100mAを超えるので、秋月販売されている
トランジスタアレイ(8chダーリントンシンクドライバ)TD62084APG
を検討したいと思います。

別で、松下の2巻き線型 ラッチングタイプのリレーも
所有しているのですが、
このリレーは、セットコイルとリセットコイルが別々に
有るタイプで、これを採用すると、
切替時のみ電流が流れるので省エネになるのですが、
今回のリレーを順番にONさせる出力回路に接続する場合、
出力回路がONになった時、0.5秒程度、セットコイルに
電流を流し、出力回路がOFFになった時、0.5秒程度
リセットコイル電流を流す回路が出来れば理想なのですが、
この様な動作をTTLなどで実現する事は、
容易でしょうか?
よろしくお願い致します。

Re: リレーを順番にONさせる回路 - inara1

2013/09/21 (Sat) 08:31

電源電圧が9Vで、リレードライバにTD62084APGを使った回路を添付します。A点の
接続位置を変えることで、2チャンネルから17チャンネルまで変えられます。

ラッチングタイプのリレーを使った場合、プッシュスイッチを押すと、先にリセッ
ト信号が0.5秒出て、リセット信号がなくなると同時にセット信号が0.5秒出るよう
なタイミングにすればいいのでしょうか。

だとしたら、セット用とリセット用にTD62084APGが1個ずつ必要になります。
TC4538というロジックIC1個でタイミング信号を作り、2SJ334というpチャンネル
MOS-FET1個でセットコイルをON/OFFするようにすればできるはずです。

Re: リレーを順番にONさせる回路 - iiiiiii000iiiiii

2013/09/21 (Sat) 10:33

inara1 様 
お世話になります。
早々に回路図を作成して頂きましてありがとうございます。
早速、印刷しました。

ラッチングタイプのリレーを採用する場合は仰る通りで、
先にリセット信号が0.5秒出て、リセット信号がなくなると同時にセット信号が0.5秒出るようなタイミングになる
回路をお手数ですが、ご教示よろしくお願い致します。

リレーの在庫数の関係で、通常タイプのリレー式とラッチングタイプのリレー式の両方制作したいと思っています。

Re: リレーを順番にONさせる回路 - inara1

2013/09/21 (Sat) 12:06

タイミング回路は動作確認しました。

ラッチングリレーの型番(DS2VE-ML2-1.5V)のデータシートが見つからなかったの
ですが、似た型番のものがありました。
http://dkc3.digikey.com/PDF/JP2011-JA/p2639.pdf
ML2というのは、Mが標準コイル、L2が2コイルラッチング型の意味のようです。1.
5Vはコイルの動作電圧のようですが、上の表の中には、標準コイル型で1.5V品はな
く、高感度タイプにあるのみです。高感度タイプの1.5V品は、コイル電流は133mA
とかなり大きいですが、そちらでお持ちのコイル電流はどれくらいになりますか?
ラッチングコイルに1.5Vかけたときの電流を測定してみてください。

リレーを切り替えるとき、全てのリレーを1度OFFにしたいのですが、リレーが17個
あったとき、コイル電流の17倍の電流を制御しなければならないので、どれくらい
の電流が流れるかを知りたいです。リレーをONにする場合は、1個ずつ行うので、
電流ドライバにはTD62084APGが使えます。

>通常タイプのリレー式とラッチングタイプのリレー式の両方制作したい
リレーを混在させるということでしょうか。

Re: リレーを順番にONさせる回路 - iiiiiii000iiiiii

2013/09/21 (Sat) 20:44

inara1 様 こんばんは。

ラッチングリレーに1.5Vをかけた時の電流は183mAでした。

1.5V電源ですがLM317で1.5Vを作らず、
簡易的に1,5Vのコイルに抵抗を直列に繋いで
駆動したいと思っています。

通常タイプのリレー式とラッチングタイプのリレー式の両方制作する時はリレーを
混在せずに、どちらかのタイプで統一したいと思います。

よろしくお願い致します。

Re: リレーを順番にONさせる回路 - iiiiiii000iiiiii

2013/09/21 (Sat) 21:03

オムロンのHPに

1巻線ラッチングリレーの省消費電力ドライブ回路例 が
載っていたのですが、この回路を2コイル用に応用できないでしょうか?

以下 オムロンの説明を転載します。

通常の開閉入力パルスで一般のリレー的機能とするドライブ回路例です。
セット時は、D1、C、ラッチリレー、D2を介してCの突発的充電電流にてリレーをセットさせます(ラッチさせる)。
リセット時は、TR、C、リレーを介してCの放電電流で行うものです。

Re: リレーを順番にONさせる回路 - inara1

2013/09/22 (Sun) 05:19

183mAとは大きい電流ですね。
考えてみたら、リレーOFFのときは、全てOFFにする必要はなく、1つ前のリレーだ
けOFFにすればいいので、添付図のような回路を考えてみました(右下の
TD62084APG部分)。

プッシュボタンを押すと、?から?までのどれかが9Vになりますが、その番号の1つ
前の番号のリレーをOFFにしてから、次のリレーをONするようにしています。

TC4538を使って、BとCにタイミングパルスを出して、2SJ334でリレーコイルの電源
ラインをON/OFFしています(BやCが0Vのときにリレーに電源が供給されます)。

しかし、この方法には欠点があります。リレーのOFF→ONに1秒かかるので、プッ
シュスイッチを早押しすると、?から?までの信号のほうが速く切り替わってしま
い、OFFにするリレーがずれてしまいます。スイッチをゆっくり押せば誤動作しま
せんが、10チャンネル以上切り替えるのに10秒以上かかってしまいます。

チャンネルを切り替えたときに、1度すべてのリレーをOFFにすればその問題はなく
なりますが、リレーに流す電流が183mA×リレー数になってしまいますし、リレー
の音も相当うるさくなると思われます。

オムロンのHPに出ているのは1巻線の場合ですね。2巻線の場合は、入力信号の立
上がりと立下りを別々に検出すればいいです(それは可能です)。しかし、今回の
回路では、ONにするリレーが順次変わるので、リレーをONにする前に、前のリレー
をOFFにする必要があるので、上と同じ問題がやはりあります。何か良い方法はな
いでしょうか。

Re: リレーを順番にONさせる回路 - iiiiiii000iiiiii

2013/09/22 (Sun) 07:25

inara1 様 お早うございます。

ラッチングタイプで省エネと思ったんですが、思わぬ欠点が有ったんですね。1C
Hの切り替えに1秒はチャンネル数が多いと、実用上問題ですね。

ラッチングリレーを使った場合、素直にチャンネル毎にプッシュスイッチを設ける
方法で,5チャンネルテープセレクタで設計された、多重接続禁止回路+セット・リ
セットパルスがでる回路が理想的ですね。

切替時に一瞬、多重接続されると思いますが、市販のセレクターで二重押しして
ミックスさせた経験上、音声とビデオ信号は電気的には、問題は見掛け上無さそう
な気がしますがいかがでしょうか?

Re: リレーを順番にONさせる回路 - inara1

2013/09/22 (Sun) 08:34

ラッチングリレーは使ったことがないのですが、コイル電流は最低0.5秒保持しな
いと動作しないのでしょうか。

オムロンのHPに出ている回路だと、0.5秒の保持は難しいように思えます。コイル
の抵抗が今回のと同じ10Ω(1.5V印加で150mAの電流)とすると、コンデンサCを通
して流れる電流が半分になる時間(保持時間)を0.5秒とするには、72000μFのコ
ンデンサが必要になります。0.1秒の保持でも14000μFと、これも非現実的な容量
です。

>問題は見掛け上無さそうな気がします
プッシュスイッチを早押ししたときの問題は、複数のチャンネルが一時的でなく、
ずっと選ばれてしまうということなのです。

?のリレーがONになっている状態で、スイッチを素早く2回押したとすると、信号線
は最終的に「?をONにする」という状態になりますが、この回路ではこのとき、1つ
前の?のリレーをOFFにしてから?のリレーをONにするという動作になってしまいま
す。

ところが、?のリレーは最初からONになっていません(セット信号の保持時間が短
すぎてONになっていない)。また、?のリレーはONのままです(リセット信号の保
持時間が短すぎてOFFになっていない)。したがって、結局?のリレーだけをONにす
る動作だけが実行されます。そうすると、?と?の2つのリレーがONになります。こ
の状態は、次にスイッチを押すまで保持されます。

前のリレーのリセット信号が出終わるまで、次のスイッチ信号を無視するようには
できますが、0.5秒の保持時間だと、結構イライラしそうです。最低保持時間を実
験的に確認できないものでしょうか。0.1秒くらいなら許容できると思いますが、
オムロンのHPの回路だと巨大容量のコンデンサが必要なので、やはりTC4538を使っ
た回路のほうがいいです(TC4538でもCR回路の充電時間を利用していますが、Rが
大きいのでCの容量は小さくて済みます)。


Re: リレーを順番にONさせる回路 - iiiiiii000iiiiii

2013/09/22 (Sun) 10:49

inara1 様 お世話になります。

0.5秒は私が適当に考えた値です。
当方にて実際に測定する事はできませんが、
下記カタログを見ると、

http://www3.panasonic.biz/ac/j/control/relay/signal/ds/rating-performance/
index.jsp

セット時間 10ms以下 リセット時間 10ms以下 と書いて有りました。

注意事項で、5倍以上を目安と書いて有りましたので、
最低でも50msのパルスが必要なようです。

セット、リセット時の最小パルス幅について
ラッチングリレーをセットまたはリセットさせるためには、各商品のセット時間ま
たはリセット時間の5倍以上を目安に矩形波の定格電圧を印加するようにし、さら
に動作確認を行ってください。なお、セット(リセット)時間の5倍以上のパルス
幅を取れない場合は、お問い合わせください。また、コンデンサ駆動については、
お問い合わせください。

http://www3.panasonic.biz/ac/j/control/relay/cautions_use/index.jsp







Re: リレーを順番にONさせる回路 - inara1

2013/09/22 (Sun) 11:18

セット、リセットの時間を各50msとし、スイッチを押してから0.1秒間は、次のス
イッチ操作を無視する回路を添付します。

こちらにはラッチングリレーがないので全体の実験はできませんが、スイッチ操作
を無視する部分の動作はブレッドボードで確認しました。

今回、2SJ334というFETを追加しましたが、これはセット・リセットコイルに50ms
だけ電源電圧を供給するためのものです。1Aくらいの電流を流せます。FETに放熱
器はつけなくてもいいです。

2SJ334 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02846/

Re: リレーを順番にONさせる回路 - iiiiiii000iiiiii

2013/09/22 (Sun) 11:59

inara1 様 お世話になります。

早々に回路を作製して頂きましてありがとうございます。
理想的なセレクターが出来そうで嬉しいです。
時間がかかりますが、完成しましたら、こちらへ写真を掲載します。
この度は、貴重な時間を割いて頂きまして、ありがとうございました。

Re: リレーを順番にONさせる回路 - iiiiiii000iiiiii

2013/09/22 (Sun) 12:56

inara1 様

回路設計のお礼として、DS2VE-ML2-1.5V を10個お送りしますので、もし宜しけれ
ば、送り先をメール下さい。
よろしくお願い致します。