締切済み Arduinoで電圧の切り替え 2019/10/29 15:45 Arduinoを使って5V,12V,14Vの電圧を切り替える回路を考えています 添付図SW1、SW2をArduinoからオン・オフして、それぞれ12V,14Vを切り替えようと思っています。74595からはショットキーバリアダイオードを介し5Vを出力します ここで、12V,14Vを出力した場合、Q3,Q6のコレクタに12Vや14Vの電圧が印加されてしまうと思うのですが、これはトランジスタが損傷するなど問題があるのでしょうか?ダイオードを入れたり、回路の見直しをした方がいいのでしょうか? 画像を拡大する みんなの回答 (4) 専門家の回答 みんなの回答 久保 泰臣(@omi3_) ベストアンサー率24% (254/1030) 2019/10/31 02:52 回答No.4 一番の問題、SW1, SW2:ONの時、 14Vから12Vへ電流がながれ 最悪 12Vが≒13.6Vになってしまいます。 二番の問題、SW1:OFF SW2:ONの時、 R7 10kΩに ≒-1.3Vの電圧が印加され Q3のコレクタ→ベースに 0.13mAの電流が流れ、 hFEが60だとすると 14V→12Vに7.8mA流れます。 私だったら、R7の抵抗を外します。 ただし、温風で60度に上昇させ SW1:OFF Q4の漏れ電流が微少である事、 74595が停止していれば、0Vになる事、を確認します。 ショットキーで保護するのでなく 面倒なFETを使ってもフェールセーフである設計が 省電力時代に適していると思います。 質問者 お礼 2019/10/31 15:31 ご返信ありがとうございます トランジスタを使うことに縛りを入れているわけではなく、fetやicを使って作れるのならば、より良い方を採用しようと思っています SW1,SW2同時ONについては、回路図2のように74HC138や139で対処しようと思っています https://fkjp.github.io/circuits/20191030.jpg MOSFETを使う場合は、PNPトランジスタをPch MOSFETに置き換えるだけでいいのでしょうか? https://fkjp.github.io/circuits/20191031.jpg https://fkjp.github.io/circuits/20191031.jpg 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 1 cwdecoder ベストアンサー率20% (200/997) 2019/10/29 22:27 回答No.3 >SW2をオン、SW1をオフの時、Q3のトランジスタは支障ないという認識でよろしいでしょうか? 回路シミュレーションでは問題ありません。 設計の作法としては分かりません。もっとスマートな方法があるような気がします。 質問者 お礼 2019/10/30 08:09 シミュレーションまでしていただきありがとうございました こちらでもシミュレーションで試してみましたが、腑に落ちず質問させていただいた次第です やはりQ3,Q6のコレクタにもダイオードを入れ設計しようと思っています 他の方法でスマートにできそうですが、不勉強でありましてこのような形に収まっております 今回は大変ありがとうございました 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 1 kuro804 ベストアンサー率29% (523/1762) 2019/10/29 21:19 回答No.2 こんばんは ダメでしょう。 14V側をオンにすると、たとえ12V側がオフだとしても12V側へ14Vから電流が流れ込みます。 トランジスターはコレクターとエミッターとは相似であり、例えPNPタイプであってもコレクター側がエミッター側より電圧が高く、かつベースがコレクター電圧より低ければ、コレクターがエミッターと同等の動作をして電流が逆流します。 よって、やはりダイオードは2個追加が必要です。 補足ですが、通常はソフトで適正に制御されれば問題ない動作であっても、ハード的にソフトの誤動作時を考えてハード側で万が一の問題には対処します。 今回の例では、ソフトの電源立ち上がり、立ち下がり時のリセット時間に出力ポートの作動が明確に処理されなければ、電源同士の衝突があり、トランジスターの破損があり得ます。 質問者 お礼 2019/10/30 09:06 ダイオードを追加する設計にすることにしました 通電時の初期状態を考慮すれば、ハードでも対応すべきですね 最初に思いついたのは、手持ちの部品を使い74HC138でデコードする方法でした https://fkjp.github.io/circuits/20191030.jpg これでうまくいくかわかりませんが、実験しながら設計を進めたいと思います 今回は誠にありがとうございました 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 1 cwdecoder ベストアンサー率20% (200/997) 2019/10/29 17:00 回答No.1 SW1とSw2が同時にOnになった場合、14V電源から12V電源に向けて電流が流れます。 (電流はエミッタの矢印の方向に関係なく流れます) ダイオード2つ追加しワイヤードORにするのがいいいでしょう。 電圧降下分は考慮してください。 質問者 補足 2019/10/29 18:38 回路的にはSW1,SW2が同時にオンされた場合も考慮すべきかと思いますが、今回はプログラムで対処するつもりです。SW2をオン、SW1をオフの時、Q3のトランジスタは支障ないという認識でよろしいでしょうか? 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 1 カテゴリ 学問・教育応用科学(農工医)電気・電子工学 関連するQ&A Arduinoの端子を過電圧から守る方法について Arduino初心者です。 Arduinoのアナログ入力を使おうと思っております。 (1) アナログ入力端子は5.5V以上を印加すると壊れると聞きました。 ですが私の接続したいセンサーは希に5.5Vを超えることがあります。 (例えば1分に1秒ぐらい9Vぐらいが印加されてしまう) こういった場合、端子を保護する回路をつければよいかと思うのですが その回路を教えて下さい(センサーの出力を縮小させるのではなくクランプしたい)。 (2) 上記において、勉強した結果、ショットキーバリアダイオードで電源ライン(+5V端子)からクランプ すればいいようなことが書いてありました。確かに5V以上(例えば9V)がかかれば、ダイオードを 通って電源ラインに電流が流れると思うので、アナログ端子は守られる気がします。 しかしながら私の理論では、こんどは電源ライン(+5V端子)に逆電圧がかかるわけで、 結局ボードが壊れてしまうのではないかという気がします。私の理論のどこが間違っているか ご指摘お願い致します。 トランジスタの故障原因についてなんですが 下図のような印加電圧200Vの回路図で蛍光灯を点灯させようとしているのですが、蛍光灯を回路と接続したまま200Vを印加すると正常に点灯するのですが、蛍光灯を回路からはずしたまま200Vの電圧を印加するとトランジスタとトランジスタ周りの1Ωの抵抗、5,1Ωの抵抗が壊れてしまうのですがなぜでしょうか。 またこれ(蛍光灯と回路を接続しないまま200Vの電圧を印加しても故障しないようにする)を防ぐためにはどうすればいいでしょうか。 またデータとしてトランジスタはnpn形トランジスタで Vceo(コレクターエミッタ間の定格電圧)=400V Ic(コレクターエミッタ間定格電流)=12A Ib(べースーエミッタ間定格電流)=6A Pc(連続して消費させることのできる最大コレクタ損失)=100W 同じ電圧を分離したいのですが… 同じ電圧を分離したいのですが… 同じDC5VをAの回路とBの回路で分けて使おうとしてます。 トランジスタに信号を送ってBの回路の電源を遮断しようと図のような回路を考えたのですが Aは5VですがBは3Vになり、コレクタ-エミッタ間で2Vも電圧降下が生じました。 Bの回路では5V系のICを使用しているので低い電圧は使えません。 何か良い方法ありませんか? どなたか、アドバイスください。 天文学のお話。日本ではどのように考えられていた? OKWAVE コラム arduinoの電圧増幅について arduinoを使ってPWM制御をしています. PWMの電圧が5Vと低いので,もっと電圧を上げたいのですが,どんな回路なら可能でしょうか. パルスの位相は逆になっても構いません. 【Arduino】MOSFETとダイオードについて O'REILYから発売されている「Arduinoをはじめよう 第2版」でArduinoを勉強してます。 モータを制御する作例、P58の図5-7で紹介されている回路について、当方は電気の心得があまりない初心者なので理解できない事があります。 図を文章で説明すると、 (1)ArduinoのVinがブレッドボードの一番手前のラインに繋がっている。 (2)ブレッドボードの一番手前のラインからモータ(+)へ繋がっている (3)モータ(ー)とMOSFET(Source)が繋がっている。 (4)MOSFET(Gate)がArduinoのデジタル9番Pinに繋がってる。 DegitalWrite(9,HIGH);でMOSFET(Gate)に電圧を掛けて制御する。 (5)MOSFET(Drain)がArduinoのGNDと繋がっている。 と、ここまでは理解できるのですが、 (6)(3)のMOSFET(Source)とモータ(ー)の間からダイオードがつながり、 それが、ブレッドボードの一番手前のラインへと、つまりはArduinoのVinへと繋がっています。ダイオードの向きはブレッドボードの一番手前のラインへ向けて-▶|-です。 ぐぐって調べたところ、ダイオードは品番だとIN4007で「フライホイールダイオード」や「ショットキーバリアダイオード」と呼ばれるパーツでモーター停止時の逆起電力での回路の保護が目的に使うものらしいです。 MOSFETは型番IRF520もしくは2SK2232または2SK2231推奨でして、いずれもNタイプで足はむかって左からGate・Source・Drainのようです。 で質問ですが、 ダイオードは、どういう考え方で何処にどのような向きで付けるべきものなのでしょうか? youtubeでみつけた同じ様な回路の説明 http://www.youtube.com/watch?v=MWzylbNppiE&feature=player_embedded ですと、ダイオードはMOSFET(Source)からArduinoのGNDに繋いでまして、この二つの作例共通の考え方が知りたいです。 以上、よろしくお願いいたします。 画像の引用は O'REILY「Arduinoをはじめよう 第2版」P58の図5-7 ISBN978-4-87311-537-5 トランジスタ技術 2017年2月号のπduino トランジスタ技術 2017年2月号のπduino について Raspberry Pi と Arduino の I/O 接続に関してです。 p50 の回路図では両者のシリアルを2SC1815経由で接続しています。これは RP 3.3V と Arduino 5V の電圧差を調整するための回路と思います。つまり、RP TXD 3.3V 出力を Arduino RX 5V 入力としてやるためでしょうが、この回路ではTRがONした場合にコレクタにかかっている5VがRPのTXDに入力されてしまうため、よろしくないように思います。なぜこのTR回路でインターフェースがとれるのかどなたか教えてください。 電圧分割回路 抵抗による電圧分圧回路に図のようにダイオードが入った時の 出力電圧の求め方が判りません。 ダイオードがない時は、 Vo=(R1/R1+R2)×Vcc=2.04Vと判るのですが、ダイオードが入ったとき、 出力電圧にどのようにプラスされるのかが、わかりません。 計算式の導き方を判りやすくお願いします。 トランジスタのスイッチング作用 最近トランジスタの勉強をしていますが、トランジスタのスイッチング作用について質問があります。 *------------Vcc(12V) | RL | *------------Vout | C (0~5V)Vin-----R-------B NPNトランジスタ E | | o-------------*------------o 上図の回路で正の入力電圧を印加し、NPNトランジスタを飽和させてスイッチングさせます。正の入力電圧を印加しているときは、トランジスタがONし、コレクタからエミッタへ電流が流れます。また、ONしているので、入力の位相が反転して出力に現れます。ON時のコレクタ・エミッタ間電圧VCE(sat)が0.4Vとすると、コレクタの電位は0.4Vになります。 ここで質問です。 トランジスタがスイッチONの時、VBEは0.7V(動作時のVBEはおおよそこの電圧で考えるようですね。)、VCEは0.4Vとなると、コレクタよりもベース側が電位が高いことになります。コレクタから見てコレクタ→ベースはダイオードに順方向電圧がかかった状態と考えられます。 となると、ベースからコレクタに電流が流れそうですが、実際は逆にコレクタからベースを通してエミッタに流れます。ベースからコレクタに電流が流れないのはコレクタ・ベース間に0.7V程度以上の順方向電圧がかからないためなのでしょうか(コレクタ・ベース間はダイオードのようになるので)。 もしそうであるとすると、コレクタ・ベース間に0.7V程度以上の順方向電圧がかかった場合はベースからコレクタに電流が流れてしまうのでしょうか。 NPNトランジスタの2SC1815のデータシートではコレクタ・エミッタ間飽和電圧 VCE (sat) はtyp=0.1V MAX=0.25Vです。また、ベース・エミッタ間飽和電圧 VBE (sat) はMAX=1.0 Vです。VCE (sat)が0.1VでVBE (sat)が1.0V(MAX)だと0.9Vの差となるので、コレクタ・ベース間に0.7V程度以上の順方向電圧がかかることになり、ベースからコレクタに電流が流れそうです。 実際はこのような状況にならないのでしょうか。 素朴な疑問ですがトランジスタのスイッチング動作時にベースからコレクタに電流が流れない理由がわかりません。 ご教授よろしくお願いいたします。 差動増幅回路の入力電圧範囲 トランジスタを用いた一般的な差動増幅回路を構成した時、 それぞれのトランジスタのベースに印加する電圧は 何Vまでかけてもよいのでしょうか? また平衡状態にするときはそれぞれのとらんじすたのベース部に 印加する電圧が等しければ何Vでもいいのでしょうか? どうかおしえてください。 定電圧、定電流回路 NPNトランジスタを使い、電力増幅器を作ろうと思っています。 エミッタ接地でエミッタ-GND間には抵抗等何も入れません。 バイアス回路として定電圧、定電流回路を入れ、トランジスタのコレクタ電圧とコレクタ電流を一定にしたいと考えています。 (例えばトランジスタのhfeがばらついても2V、10mAとなるように) なるべく簡単に構成できる定電圧かつ定電流回路をご教授願います。 (トランジスタひとつと抵抗数個とかで構成できるのが理想です) 大元のDC電圧はボルテージレギュレータを使うため一定とお考えください。 以上、宜しくお願い致します。 電気回路の解き方を教えてください 次の問題の解き方を教えてください 図4-1に示した回路に、図4-2のような電圧を印加したとき、電圧を印加してから2.0μsec後の出力電圧は何Vですか。 電圧を上げる方法 セグメントLEDが正しく表示されるようにダイオードマトリックスを採用してるのですが、 画数や桁数が増えるとだんだん電圧が下がり暗くなってしまいます。 1桁表示だと4.5Vでちょうど良い明るさになります。 2桁、3桁、4桁、5桁の表示をさせても電圧が4.5Vでほぼ一定にされたいのですが どうすればいいでしょうか?トランジスタを使えば可能でしょうか? あとトランジスタで電圧を上げれるとしたらどのような回路になりますか? 分かりにくい質問かもしれませんが、回答ください よろしくお願いします。 日本史の転換点?:赤穂浪士、池田屋事件、禁門の変に見る武士の忠義と正義 OKWAVE コラム 制御に関して質問です、宜しくお願いします。 NPNトランジスタオープンコレクタ出力にDC24Vを印加しリレーを動かしたい場合の回路?配線の方法を教えてください。 トランジスタのスイッチング作用(その2) トランジスタのスイッチング作用について質問があります。 前回と似た質問で恐縮です。 *------------Vcc(12V) | RL | *------------Vout | C (0~5V)Vin-----R------B NPNトランジスタ E | | o-------------*------------o 上図の回路で正の入力電圧を印加し、NPNトランジスタを飽和させてスイッチングさせます。正の入力電圧を印加しているときは、トランジスタがONし、コレクタからエミッタへ電流が流れます。また、ONしているので、入力の位相が反転して出力に現れます。 ON時のコレクタ・エミッタ間電圧VCE(sat)が0.4Vとすると、コレクタの電位は0.4Vになります。 ここで質問です。 トランジスタがスイッチONの時、VBEは0.7V(動作時のVBEはおおよそこの電圧で考えるようですね。)、VCEは0.4Vとなると、コレクタ(電圧低い)、ベース(電圧高い)という関係になります。電流は電圧が低いところから高いところへは流れません。ということはコレクタからベースには電流は流れないことになります。ベースに電流が流れなければエミッタへも流れません。しかし、現実にはコレクタ→エミッタで流れます。これはどう考えたらよいのでしょうか。理由がわかりません。 入門書ではエミッタからベースに自由電子が流れて、大半がベースを突き抜けてコレクタへ移動するためコレクタからエミッタに電流が流れるとあります。これは理解できます。ただし質問の場合は、コレクタ(電圧低い)、ベース(電圧高い)という関係は無視されて、電圧が低いところから高いところへ流れるという現象になるのでしょうか。 「同じような質問して!」と思われるかもしれません。恥ずかしい限りですがホームページでも書籍でもズバリの理由が探し出せません。よろしくお願いします。 Vfの低い整流素子 太陽電池からコンデンサを充電する回路を製作しようと思い、順降下電圧ができるだけ低い整流素子を探しています。(できればVf=0.1V程度) 最大印加電圧は2V、最大電流は250mAです。 この条件で使用できる素子が10個単位で購入できるところはありますでしょうか。 トランジスタのベース-コレクタを短絡してダイオードとして使用した場合、順降下電圧はどの程度になるのでしょう。 Arduinoで、電源電圧を監視 Arduinoで、電源電圧を監視して4v以下で出力ポートをHIレベルにするようなことできますか? 出来る場合どの様な使い方をするのでしょうか? お知恵を貸してください宜しくお願い致します。 モーターシールドからモーターへの出力電圧について DCモーター(FA-130RA, 1.5〜3.0V)を下記のモーターシールドを使用してArduinoで動かすことを考えています。 https://store.arduino.cc/usa/arduino-motor-shield-rev3 このモーターシールドのVin端子に5Vを印加して、PWM端子へのArduinoからのPWM信号のデューティ比を153(=255/5×3)にすれば、モーターには平均電圧3Vの5V PWM信号が出力されるということでしょうか?それとも3Vの定電圧が出力されるのでしょうか?シールドの電源電圧は9Vにします。 もし前者の場合、平均電圧が3Vであっても瞬間的には5Vがモーターにかかることになるので、3Vのモーターには過負荷になるのでしょうか? ご教授のほどよろしくお願い致します。 自作した直流安定化定電圧電源の最大負荷電流について 先日、以下の回路で出力電圧が可変の直流安定化電源を製作しました。 それで、今最大負荷電流がわからなくて困っています。 回路図は以下のようになっています。 この直流安定化(定電圧)電源の最大負荷電流はどの部品で決まるのか、又はどのくらいになるのか教えてください。 回路図では見えにくいと思うので、参考までに部品のメーカーと型番などを掲載します。 F:ヒューズ:125V/800mA TR:トランス:PK-16013/16V-125mA/菅野電機研究所 トランジスタ(Q3):2SD2012/東芝 (Q1):2SC1815-GR/東芝 (Q2):2SC1815-GR/東芝 DB1:ブリッジダイオード:S1NB60/新電元 D1:ツェナーダイオード:HZ3A1/ルネサステクノロジー 因みに出力端に接続されているメーターはパネルメータです。 自作した直流安定化定電圧電源の最大負荷電流について 先日、以下の回路で出力電圧が可変の直流安定化電源を製作しました。 それで、今最大負荷電流がわからなくて困っています。 回路図は以下のようになっています。 この直流安定化(定電圧)電源の最大負荷電流はどの部品で決まるのか、又はどのくらいになるのか教えてください。 回路図では見えにくいと思うので、参考までに部品のメーカーと型番などを掲載します。 F:ヒューズ:125V/800mA TR:トランス:PK-16013/16V-125mA/菅野電機研究所 トランジスタ(Q3):2SD2012/東芝 (Q1):2SC1815-GR/東芝 (Q2):2SC1815-GR/東芝 DB1:ブリッジダイオード:S1NB60/新電元 D1:ツェナーダイオード:HZ3A1/ルネサステクノロジー 因みに出力端に接続されているメーターはパネルメータです 定電圧回路の解き方ってわかりませんか??? 初心者ですみません。。 今、定電圧回路について勉強しているのですが、回路は一般的なツェナーDを使用した回路で、あと固定抵抗、可変抵抗、トランジスタを2つ使用した回路構成になっています。出力は6.2V以上で電圧を変化させられるようにしたくて、電流は50mAと一定にしたいのです。この時、どのように固定抵抗の値、トランジスタ及び可変抵抗(出力部)の選定、どのような手順で回路作製をしていけばよろしいのでしょうか???ネットなどでみてもいまいちよくわかりません。。誰か分かる方いませんでしょうか??ちなみに入力電圧は12Vです。よろしくおねがいします。 注目のQ&A 「You」や「I」が入った曲といえば? Part2 結婚について考えていない大学生の彼氏について 関東の方に聞きたいです 大阪万博について 駅の清涼飲料水自販機 不倫の慰謝料の請求について 新型コロナウイルスがもたらした功績について教えて 旧姓を使う理由。 回復メディアの保存方法 好きな人を諦める方法 小諸市(長野県)在住でスキーやスノボをする方の用具 カテゴリ 学問・教育 応用科学(農工医) 電気・電子工学情報工学建築・土木・環境工学農学医学・歯学・看護学・保健学薬学AI・機械学習その他(応用科学) カテゴリ一覧を見る OKWAVE コラム 突然のトラブル?プリンター・メール・LINE編 携帯料金を賢く見直す!格安SIMと端末選びのポイントは? 友達って必要?友情って何だろう 大震災時の現実とは?私たちができる備え 「結婚相談所は恥ずかしい」は時代遅れ!負け組の誤解と出会いの掴み方 あなたにピッタリな商品が見つかる! OKWAVE セレクト コスメ化粧品 化粧水・クレンジングなど 健康食品・サプリ コンブチャなど バス用品 入浴剤・アミノ酸シャンプーなど スマホアプリ マッチングアプリなど ヘアケア 白髪染めヘアカラーなど インターネット回線 プロバイダ、光回線など
お礼
ご返信ありがとうございます トランジスタを使うことに縛りを入れているわけではなく、fetやicを使って作れるのならば、より良い方を採用しようと思っています SW1,SW2同時ONについては、回路図2のように74HC138や139で対処しようと思っています https://fkjp.github.io/circuits/20191030.jpg MOSFETを使う場合は、PNPトランジスタをPch MOSFETに置き換えるだけでいいのでしょうか? https://fkjp.github.io/circuits/20191031.jpg https://fkjp.github.io/circuits/20191031.jpg