今から始める電子工作 Step2 ③ I/Oポートからリレーを駆動 その2 2SC1815
前回リレーの説明をしました。ソレノイド(コイル)に流れる電流が30mAと大きいので、マイコン・ボードのI/Oから直接駆動できません。ここではトランジスタを利用します。
●小信号用トランジスタでLEDを駆動
利用したのトランジスタは2SC1815(耐圧=50V、電流=最大150mA)です。小信号用赤色LEDを駆動します。
R1はLEDの電流制限用抵抗で、R2はベース電流制限用抵抗です。
ベース電圧を0.4Vから5Vへ変化させて、ベース電流とコレクタ電流を測りました。
ベース電圧が0.6Vを超えると電流が流れ始めてLEDが赤くなり、1.5Vを超えると、トランジスタはON状態になりました。
ベース電圧[V] | ベース電流[uA] | コレクタ電流[mA] |
---|---|---|
0.43 | 0.011 | 0.015 |
0.50 | 0.055 | 0.023 |
0.61 | 1.55 | 0.31 |
0.7 | 6.0 | 1.4 |
0.83 | 15.4 | 3.8 |
0.91 | 23.1 | 5.9 |
1.01 | 32.6 | 8.3 |
1.5 | 78.3 | 10.8 |
2.0 | 135 | 10.9 |
2.5 | 176 | 11.0 |
3.0 | 233 | 11.0 |
3.5 | 278 | 11.0 |
4.0 | 325 | 11.0 |
4.6 | 379 | 11.0 |
5.0 | 430 | 11.0 |
hFEはコレクタ電流/ベース電流なので、ベース電圧3.5Vで計算すると、11.0 / 0.233 = 47.2でした。GRランクは200~400なので、低いです。増幅カイルで使われる電圧範囲0.7Vのときは、1.4 / 0.006 = 233なので、順当な値ですね。
●小信号用トランジスタでリレーを駆動
ダイオードはスイッチング用(IN4148;100V,200mA)です。
R1は電流制限用で、値は1~10kΩとシビアではないようです。R2はなくても動作するようですが、ノイズなどでONしてしまわないように入れるようです。
ベースの入力には3.5Vを印加します。Vccは4.97Vです。ベース抵抗R1の値を変化させて、ベース電流とコレクタ電流を測りました。
コレクタ電流を見ると、1k~10kΩならリレーを確実にONできているようです。
ベース抵抗[Ω] | ベース電流[uA] | コレクタ電流[mA] |
---|---|---|
14.7k | 188 | 25.8 |
10k | 274 | 28.0 |
4.7k | 568 | 28.6 |
1k | 2704 | 28.9 |