新型リレーアンプ

リレーアンプは受信機のサーボコントロール信号で電気的なON/OFFを行えるようにします。出力にはpowerMOS FETを使っていますので機械部分が無く、振動に強くなっています。
セル搭載ヘリのスタータリレーの駆動、キルスイッチ、あるいは空中散布のモータ駆動等に使えると思います。電気関係のスイッチをするのにわざわざ機械動作に変えてマイクロスイッチをオンにしなくても、このリレーアンプを使えば簡単です。しかも軽量です。

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はじめに

これが新型リレーアンプの外観です。出力ケーブルには電動アンプと同じシリコンワイヤーを使いました。リレーアンプは単純なON/OFF動作であり、サーボの代わりにパワーMOSFETを使って大電流用リレーのコイルを駆動します。あるいは直接散布用モータなどを駆動します。旧バージョンと機能的な違いは、ON/OFFの動作方向を固定している事です。動作方向の反転は送信機のリバース設定で行います。

接続方法

入力はJR(日本遠隔制御)の受信機の空きチャネルに接続します。他のメーカでも構いませんが挿入の極性に注意してください。( ヒント:電気関係では値の表示に色を使う事があります。良く使うカラーコードは「1=茶色、2=赤色、3=橙色、4=黄色,,」ですが、そうするとJRは1,2,3の順になります。番号でも極性を示している事になります。)

出力側はリレーのコイル等につなぎますが、ノーマリーOFFの単極単投スイッチと思ってください。ただし極性があるので注意してください。赤い線をプラス側にし、黒い線をマイナス側に接続してください。電流が赤から黒へ流れる方向に接続してください。逆に接続するとFET内部の寄生ダイオードにより常に電流が流れ、常にリレーはONの状態になります。専門的に言えば出力は、PowerMOSFETのオープンドレイン回路と言う事です。

例えばリレー駆動回路は図のようになります。破線より左側がリレーアンプです。コイルにダイオードが入っていないリレーであれば図のように整流用ダイオードを入れてください。あるいはダイオード内蔵のリレーを使用してください。
回路図のように、受信機電源のグラウンドと負荷のマイナス側を内部で1KΩにて接続しています。セルモータ搭載の大型ヘリコプター等でシャーシが+接地の機体もあります。この時、受信機の電源極性に注意し、短絡で受信機が壊れる事の無いように気をつけてください。接続例

出力ドライバー

出力には低抵抗のPowerMOS FETを使用しています。現在のところ2SK3142(日立)です。これは最大定格がVDSS=30V,ID=60A,4mΩと、リレーの駆動は十分です。絶対最大定格なので通常はこの半分以下の電圧、電流で使ってください。もちろん素子の定格なので、リレーアンプとしては十分に動作チェックをして使用してください。入手状況により、予告無くFETの型番が変わる事があります。

使い方

リレーアンプのコネクターを受信機のどれかのchに挿入します。
例えばギアchに入れたものとして、いつもどおり送信機、受信機の順に電源を入れます。電源が入って送信機の信号を正しく受信していれば緑のLEDが点灯します。
受信が約1650uS以上のパルスでFETがONになりLEDが赤色の点灯に変わります。約1350uS以下になるとFETがOFFになってLEDが緑色に変化します。
電源が入った時に既に1650uS以上だとLEDは点灯しません。つまり、最初からFETがON方向だと安全の為に動作しないようにしてあります。
注: LEDの赤色点灯は出力FETをONに駆動した事を示しています。出力回路の電流を検出しているのではありません。もしも出力(負荷)の接続不良や FETの破壊があって正しく負荷が動作していないとしても赤色LEDは点灯します。

使用例1

アルファプロのヘリコプターにこのリレーアンプを取り付けました。セルモータのリレーの駆動に使用しています。送信機側はPCM10Xの AUX5をプッシュスイッチに改造してセル用のスイッチとしました。受信機の電源を入れると緑のLEDが点灯します。送信機のセルスイッチを押すと赤のLEDが点灯すると同時にカチッとリレーの音がします。実際にはまだモーターを回していませんが、リレーアンプはリレーを保持していますので問題ないでしょう。左手がセルスイッチなのでセルONしながら右手でスロットルをあおる事が出来ます。

使用例2

リレーアンプを空撮のシャッターに利用してみました。

使ったのは SONYのCyber-shot(DSC-U10)です。しかし、このクラスのデジカメは(コンシューマタイプは)外部シャッター端子がありません。そこで改造してシャッタースイッチからリードを引き出しました。それにリレーアンプを接続して外部電子シャッターとしてみました。シャッターは半押しと全押しの2つ接点がありますが、それを同時に押せばシャッターが切れます。実際には3分で電源が勝手に切れてしまうので、リレーアンプにも改造が必要となってしまいました。詳しくは「デジカメで空撮」に説明してあります。
写真は実験中の様子で、サーボ信号発生にはサーボアジャスターを使いました。