DIY ソリッドを構築する方法

ソリッドステート リレーは、スマート ホーム オートメーション プロジェクトにより効率的なスイッチングを提供します。 このガイドに従って、独自の DIY SSR を構築してください。

メカニカルリレーモジュールとソリッドステートリレーモジュールの両方を購入できます。 ただし、ソリッドステート リレーは新しいもので、DIY スマート スイッチやホーム オートメーション プロジェクトですでに使用している従来のリレー スイッチ モジュールよりも少し高価です。

このガイドでは、すぐに入手できるいくつかのコンポーネントからソリッドステート リレーを構築します。 これらの DIY ソリッドステート リレーは、実稼働環境やホーム オートメーションまたはスマート スイッチ プロジェクトで使用できます。

機械式リレー スイッチとは異なり、ソリッドステート リレーには可動部品がありません。 これは、機械式ハード ドライブと、はるかに高速で電力効率の高いソリッド ステート ドライブを比較するのに似ています。

同様に、ソリッドステート リレー (SSR) はより高速に動作し、使用していないときやスイッチがオフになっているときは電力を消費しません。 接続された MCU によってトリガー電圧が提供されると、動作またはスイッチがオンになります。 最も重要なことは、ソリッドステート リレーは設置面積が小さく、トリガー時にカチッという音がしないことです。

SSRは誘導負荷の開閉にも使用できます。 ただし、トライアック（交流用三極管）の損傷を防ぐために、SSRにスナバ回路を追加する必要があります。 これは、BTA16 などの一部の TRIACS では必要ない場合があります。

また、ソリッドステート リレーの構築は、リレーを購入したり、メカニカル リレー モジュールを構築したりするよりも安価です。 私たちはいくつかを構築し、過去数か月間実稼働環境で使用してきました。 今のところ問題なく、確実にスムーズに動作します。

要件に基づいて、シングル チャネル、デュアル チャネル、またはマルチチャネル ソリッド ステート リレーの構築を選択できます。 シングルチャネルソリッドステートリレーを構築するには、次のコンポーネントが必要です。

この DIY ソリッドステート リレー モジュールを構築するために、これまでにハンダ付けをしたことがない場合は、ハンダ付け方法を学ぶ必要もあります。

汎用 PCB ボードを入手し、次の図に示すようにすべてのコンポーネントを接続します。

ボード上に必要なコンポーネントを組み立ててはんだ付けすると、次のようになります。

DIY ソリッドステート リレーをテストするには、数本のワイヤと 3.3 V または 5 V の電源が必要です。 3.3V バッテリーまたは NodeMCU、D1 Mini、Arduino Uno などの MCU を使用して、ソリッドステート リレー スイッチのテストに必要なトリガー電圧を供給できます。

ソリッドステート リレーのテストと設置には、110V ～ 240V AC 電源の取り扱いが必要です。 自分が何をしているのか理解している場合にのみ続行してください。 これは慎重に行わないと致命的になる可能性があります。

3.3Vの場合またはトリガー電圧がソリッドステートリレーに供給されると、フォトカプラ内の内部 LED または IR LED が点灯し、ピン 4 とピン 6 に接続された光センサーへの発光を開始します。

その結果、ピン 4 とピン 6 の間の抵抗が低くなり、トライアックがトリガーされ、接続された AC 負荷がオンになります。 フォトカプラは高電圧回路と低電圧回路を分離するのに役立ち、Arduino または MCU を干渉や損傷から安全に保ちます。

これで、ソリッドステート リレーを Arduino または他の MCU に接続できるようになります。 メカニカル リレーの 3 本のジャンパ ワイヤの代わりに、SSR に必要なのは 2 本だけです。1 つは入力信号 (3.3V) 用、もう 1 つはグランド (GND) 用です。

負荷に基づいて、ヒートシンクを備えた BTA16 などの高耐荷重トライアックを選択して、重負荷 (2000 W 以上) 用のソリッドステート リレーを構築できます。 モーターやポンプなどの誘導負荷スイッチングに SSR を使用する場合は、必ずスナバ回路を使用してください。

これらのソリッドステート リレー モジュールをスマート ホーム プロジェクトで使用できます。 エレクトロニクス スケッチ ツール Fritzing を使用して、統合ソリッドステート リレーを備えた ESP12 駆動のスマート スイッチ モジュールを設計できます。 設計が完了したら、PCB プロトタイピング/製造サービス プロバイダーから PCB を印刷してもらうことも、汎用 PCB を使い続けることもできます。

このリレーを使用して、スマートモーションセンシング照明スイッチまたは Wi-Fi スイッチを構築し、自宅やオフィスに設置できます。 スマート デバイスは、使いやすいだけでなく、エネルギーの無駄を大幅に削減するのにも役立ちます。 さらに、Raspberry Pi に Home Assistant サーバーをセットアップして自動化を追加することもできます。

ソリッドステート リレーの構築方法を学習したので、メカニカル リレーを SSR に置き換えて効率的にスイッチングし、クリック ノイズを回避できます。 機械式リレーと比較して設置面積が小さいため、スマート ホーム プロジェクト用にはるかに小さい 3D プリント ケースでプロトタイプやスマート スイッチを設計および構築できます。

Ravi は専門技術解説者であり、IoT 愛好家であり、ビッグ データとアプリ開発の背景を持つ Linux 愛好家でもあります。 彼は、データ回復、ファイル修復、Exchange Server、Outlook、Microsoft 365、Windows、Mac、Linux、iOS、スマート ホームに関する DIY 技術とハウツー ガイドの作成に 7 年以上の経験を持つ技術オタクです。