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ある機械にarduinoを接続し、機械の動作1サイクルごとにarduinoにプログラムを実行させたいと思っています。
その機械は1サイクルごとに直流24Vの電流が一定時間出力される(もちろん1サイクルよりは短い時間です)ようになっています。
その24Vの信号をarduinoに入力してその信号をきっかけにプログラムを実行させたいのですが、この場合は24Vを5Vに変換する必要がありますが、この変換は抵抗分圧で行えばよいのでしょうか?
ちなみに
24V→R1→R2→GNDとするとして、R1=1.8KΩ R2=470ΩとすればR1、R2の間から得られる電圧が4.96Vとなり約5Vとなります。

単に電圧を下げるという目的なら他にも
レギュレータを使う
ダイオードを使う
などの方法も考えられるのですが、今回のような場合には抵抗分圧がベストなのでしょうか?

A 回答 (2件)

機械側のGNDがノイズだらけなら回答NO.1のようなフォトカップラーを使った方が良いと思います。



① 機械側のGNDノイズがそんなに多くない場合は添付図のようにトランジスタでインターフェースするのが一般的です。
Arduino 側のVccの値が多少変動しても添付のような構成のI/Fにしておけば誤動作も防げます。
② 機械側とArduino側のGNDは電源近くで結線するようにしてGNDの共通インピーダンスが発生をしないようにすれば機械側のGND電流に大きな変動があってもArduino 側のGNDへの悪影響は防止できます。

尚、添付図で使用するNPNトランジスタはICmaxが200mA程度の小信号トランジスタであれば何でもOKです。
「マイコン(arduino)への入力信号の」の回答画像2
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抵抗分割でも可能ですがいくつか問題があります。


★まずコモンモードノイズの問題。24V回路のGND側がarduinoのGNDに接続されるのでノイズなどの迷走電流が流れる恐れがあります。これによる装置の誤作動や破壊の有無を検討しておく必要があります。
★一般に半導体回路は ON・OFFの遷移時間が急峻でないと誤作動します。またチャタリングがあっても誤作動します。そのためチャタリング防止回路と遷移を急峻にするためのシュミットトリガー回路を通すのですがarduino側にはこの対策がしてありますか?
★意外な盲点になるのがarduinoの電源がOFFの時です。この時に24Vが加わると最大で 24V÷1.8KΩ=13.3mA の電流が流れる可能性があります。またこの電流のためにarduinoの電源電圧が5V以上に高くなることがあります。arduinoにはこの対策がされていますか?

このような問題があるので一般的にはフォトカプラーを使います。回路例を添付しておきます。
フォトカプラーを使うと一次側(24V側)と二次側(arduino側)が絶縁されるのでコモンモードノイズや電源OFF時の問題は生じません。
33KΩと0.1μはチャタリングを軽減するためのものですがチャタリングが激しいならもっと時定数を長くします。後続のバッファは必ずシュミットトリガーを使ってください。シュミットでないとON・OFFの遷移時間がゆっくりになって誤作動することがあります。

インターフェイスは色々な条件を考えておかないと誤動作だけでなくデバイスを壊したり甚だしい場合は感電・漏電を生じるなどかなり難しいです。ご不明な点は補足をしてください。
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下記のサイトを参照に考えて見て下さい。
理屈が解れば簡単です。
尚、流す電流に応じて抵抗器の定格電力を決定する必要があります。
抵抗値×最大電流×最大電流より電力を求めて、余裕のある抵抗器を使用して下さい。

ちなみに、電圧ドロップ差が大きいので、三端子レギュレータを使用する場合は、きちんと設計をしないと使い物にならないです。

参考URL:http://www.asahi-net.or.jp/~QQ3Y-NKDO/feet/kairo02/kairo0215.html

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本に書いてあるから、ではなく、設計によって違ってきます。
つまり、入力電圧、入力のリップル含有率、出力電流、出力に求めたいリップル含有率、出力のリアクタンス分・・・などなど
それによって計算します。
それから、リップル率によってコンデンサに流れる電流を求め、そこから発熱を求め、それに耐えられるコンデンサを選びます。
また、入力電圧と出力電圧の差、出力電流、リップル率、使用状態の周囲温度などから、レギュレータの発熱を計算し、熱抵抗を求めて、放熱板を決定します。
かなり面倒な計算なので、おおよその回答を言いますと、7805は出力が5V1Aの定格ですから、最大0.8Aまで使うとし、入力はAC6Vの全波整流として、入力も出力も100μFの電解コンデンサと0.1μFのプラスチックコンデンサを並列接続したもので、いけると思います。
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つまり、入力電圧、入力のリップル含有率、出力電流、出力に求めたいリップル含有率、出力のリアクタンス分・・・などなど
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>・例えば (+)1/4W 430Ω LED (-)という場合
>抵抗を 1/2W 430Ωでは、ダメなのですよね?

定格を満たしているため問題ありません。

>・また、1/2W、1/4Wは、単純に大きさ(太さ、長さ)で
>判別がつくのでしょうか?

大抵の場合大きさで分かります。長さも太さも違います。
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http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1314083328

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プログラミングをいじったりしているもですが、digitalの値で結果を得ることができません。。
analogの値もバラバラで困っています。

なにが間違っているか教えてください。
身近に頼れる人もいなくて本当に困っています。



秋月のCNZ1023を使っています。
http://akizukidenshi.com/download/ds/panasonic/CNZ1023(ON1023).pdf

回路は写真のようなかんじで試しています。

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const int d_in_photo = 2;

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Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
int val = digitalRead(d_in_photo);
Serial.println(val);
delay(10);
}

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プログラミングをいじったりしているもですが、digitalの値で結果を得ることができません。。
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なにが間違っているか教えてください。
身近に頼れる人もいなくて本当に困っています。



秋月のCNZ1023を使っています。
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簡単な遅延タイマーが可能であると書かれていたと思うのですが
探し出せなくなってしまいました。


12V├──抵抗─┬─コンデンサ──────┤ GND  
             | 
            ├─リレーコイル─────┤ GND


このような感じになるのかと思いますが大間違いでしょうか?

また10秒後にリレーONとする場合、抵抗値・コンデンサ容量も
記載していただけますようお願い致します。
         

Aベストアンサー

 エレクトロニクスの設計・製作を専門とする者です。結論を言うと、この回路では原理的には言われる目的のように作動しますが、あまり現実的ではありません。

 図の抵抗値をかなり小さくする必要があり(たぶん80Ωかそれ以下にしないとリレーのコイルに十分な電流が流れず、リレーは作動できません)、この抵抗値が小さいと、10秒の遅延時間をとるのにコンデンサの値は極めて大きなものになります。おそらく0.1~0.5F(代表的なコンデンサの値は470,000μF)くらいの容量がいるであろうと思われ、入手困難か、もしくは入手できても価格が高く、かつ寸法的にもでかいものになるでしょう。

 トランジスタまたはダーリントン接続したトランジスタを1個かませた回路に設計しなおすほうが、よほど現実的で、経済的で、コンパクトに出来ますし、設計・製作面でもスマートです。

 百歩譲って、抵抗の代わりに50mAのSRDを使っても、元の回路よりまだマシです。この場合はリレーコイルの電圧が75%になったときにリレーが作動すると仮定すれば(リレーの特性が不明ですからあくまでも仮定であり、仮定が現実にピッタリ合っている保証はありません)、次の簡単な概算式でコンデンサの値が求められます。
V=IT/C
V=12V×0.75=9
I=0.05
T=10
ゆえにC=0.05×10÷9=0.056
 これは概算ですので、47,000μF(16WV)のコンデンサで試しに実験して、適切な値を決めなおす必要があります。

 なお、この回路ではエンジンキーをOFFにしてもリレーはすぐには切れません。すぐに切るためには回路にダイオードを加えるなどの更なる工夫が必要です。

 エレクトロニクスの設計・製作を専門とする者です。結論を言うと、この回路では原理的には言われる目的のように作動しますが、あまり現実的ではありません。

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