3つの電極に順番に電圧をかける方法

質問

電極を3つ形成します。
最初に電極(1)に電圧をかけ、一定時間後次に電極(2)に電圧をかけ、また一定時間後、電極(2)から電極(3)へ切り替える。
同様に、一定時間後電極(3)から電極(1)へ切り替える。
というように、電圧を電極(1)→(2)→(3)→(1)→・・・・・と繰り返しかけたいのですが、どのような方法があるのでしょうか？

電圧は100V、周期は1～5Hzにしたいと考えています。
PICやトランジスタなどを用いればこのようなことが可能なのでしょうか？
電子制御については初心者のため、見当がつきません。
ぜひよろしくお願いします。

回答No.4

inara1 · ベストアンサー

ちょっと複雑ですが添付回路のようになります（動作確認しました）。回路図を１枚にまとめると読めなくなるので２枚に分けて添付します。

この回路は3個のリレーを順次ON/OFFするもの（点灯順は2→3→1→2→3→1）ですが、配線を変えれば8個のリレーまで拡張できます（点灯順は2→3→・・・→8→1→2）。シフトレジスタ（74HC164）を追加すれば9個以上も可能です。

タイマIC（LMC555)のところの可変抵抗を調整するとリレーのON時間を変えられます。電源投入直後はどのリレーも動作していない状態になっています。リレーがOFFのとき、リレーの共通接点は0Vになっています。リレーがONすると共通接点は100Vになります。

Start/Stopスイッチを押すと、回路が動作し始め、一定時間ごとにONするリレー（１個だけ）が順番に変わっていきます（可変抵抗を調整してスピードアップして確認すると良いでしょう）。Start/Stopスイッチをもう１度押すと、その状態（リレーが１個だけONした状態）で一時停止します。Start/Stopスイッチをもう１度押すと、再び一定時間ごとにリレーがONしていきます。どういう状態であっても、Resetスイッチを押すと電源投入直後の状態（どのリレーも動作していない状態）に戻ります。

リレーの接点にはDC100V加わるので、オムロンのG6A-274Pを選んでみました。このリレーの接点の定格は30V/2Aですが、最大電圧はDC220Vとデータシートに書かれています（ページC-71の「開閉部（接点部）」の「接点電圧の最大値」）。5V用リレーでもっと安いもの（http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-01214/）がありますが、これは接点電圧が最大80VなのでDC100Vを印加するのは避けたほうがいいと思います。

添付図にリレーのpin配置図を載せましたが、これは底面から見たものなので注意してください。このリレーの電磁コイルには極性があります（逆にするとリレーが動作しない）。リレーの接点に印加される電圧が高いので、感電しないようにくれぐれも注意してください。スイッチは押している間だけ導通するタイプ（タクトスイッチ）をお使いください。33μFのコンデンサの極性にも注意してください。

抵抗とコンデンサ以外の部品リストは次の回答に添付します。

お礼

わざわざ時間をさいていただき申し訳ありません。
非常に詳しく書いていただきありがとうございます。
この回路を参考にし、すべてきちんと理解できるようにもっと勉強したいと思います。
本当にありがとうございました。

回答No.5

inara1

PICで駆動するのであれば、リレー駆動用のトランジスタ（2SC1815）のベース（b）につながっている抵抗（4.7kΩ）に5V程度の電圧を加えればいいです。

２枚目の回路図と主な部品の入手先を添付します。

（ロジックIC）
　　TC74HC00AP
　　　　価格（30円）　http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/search.php?toku=&cond8=or&dai=&chu=&syo=&cond9=&k3=0&list=2&pflg=n&multi=&code=7Z26-2DGC
　　　　データシート　http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/LogicIC/TC74HC00AF_TC74HC00AP_ja_datasheet_071001.pdf
　　TC74HC74AP
　　　　価格（50円）　http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/search.php?toku=&cond8=or&dai=&chu=&syo=&cond9=&k3=0&list=2&pflg=n&multi=&code=75XA-5LLV
　　　　データシート　http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/LogicIC/TC74HC74AF_TC74HC74AP_ja_datasheet_071001.pdf
　　TC74HC164AP
　　　　価格（90円）　http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/search.php?toku=&cond8=or&dai=&chu=&syo=&cond9=&k3=0&list=2&pflg=n&multi=&code=7Z24-3SGE
　　　　データシート　http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/LogicIC/TC74HC164AF_TC74HC164AP_ja_datasheet_071001.pdf
（タイマIC）
　　LMC555CN
　　　　価格(5個100円）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00958/
　　　　データシート　http://akizukidenshi.com/download/lmc555.pdf
（トランジスタ）
　　2SA1015GR
　　　　価格（20個100円）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00881/
　　　　データシート　http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/Transistor/2SA1015_ja_datasheet_071101.pdf
　　2SC1815GR
　　　　価格（20個100円）　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00882/
　　　　データシート　http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/Transistor/2SC1815_ja_datasheet_071101.pdf
（リレー）
　　G6A-274P（DC5V）
　　　　価格（1個590円）　http://www.wakamatsu-net.com/cgibin/biz/pageshousai.cgi?code=41010196&CATE=4101
　　　　データシート　http://www.omron.co.jp/ecb/products/pdf/g6a.pdf
（タクトスイッチ）
　　http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-02561/

回答No.3

noname#103588

>自分で漠然と考えたのは、トランジスタを3つ用意し、電圧をかけたいトランジスタのベースにPICから信号を送れば出来るのではないかと考えていました。このような考え方で合っているのでしょうか？

DC100V電圧を切り替えるなら、それであってます。
AC100V電圧を切り替えたいなら３つのSSRがよりよく安全です。

>ただ詳しい回路設計などが出来ないのでもう少し勉強してみます。

すこし勉強したら身近な先生に回路をみてもらうとはやくできあがるでしょう。自分が考えたところを見せることが教わるコツです。

お礼

アドバイスありがとうございます。
自分なりに色々考えてみます。
本当にありがとうございました。

回答No.2

inara1

最近、100Vの白熱電球を交互に点灯させる回路を紹介しました（http://sanwa.okwave.jp/qa5388884.html）。この回路を少し変えれば、3個のリレーを順次ONさせることができます。リレーの接点に100V（DCでしょうか）を加えれば,(1)→(2)→(3)→(1)→・・・・・と繰り返しかけることができます。こういう回路で良ければ回路図を描きます。周期は変えられる（1～5Hz)ようにします。手元に部品もあるので動作確認もできます。ただし、リレーを使うと、接点のON/OFF切り替えが、一瞬ですが、ばたつきます。それは問題ないでしょうか。何かの測定回路ですか？

お礼

エレクトロウェッティング現象を利用して、電極間に電圧をかけることで液を動かそうと考えています。
上の質問では説明不足だったのですが、
・最初は(1)に－(GND)、(2)に＋の電圧をかける
・次に(2)に－(GND)、(3)に＋の電圧をかける
・次に(3)に－(GND)、(1)に＋の電圧をかける
ということをしたいと考えています。
電極はたくさん並んでいて、この三相の切り替えをしたいと考えています。

白熱電球を交互に点灯させる回路についてですがばたつきは問題ありません。参考にさせていただきたいので、ご迷惑でなければ回路図を頂きたいです。

回答No.1

noname#103588

>電圧は100V、周期は1～5Hzにしたいと考えています。
>PICやトランジスタなどを用いればこのようなことが可能なのでしょうか？

可能です。

>電子制御については初心者のため、見当がつきません。

見当がつくまで、電気の教科書や資料を参考にして、調べることを
マスターされてはいかがでしょう。

お礼

自分で漠然と考えたのは、トランジスタを3つ用意し、電圧をかけたいトランジスタのベースにPICから信号を送れば出来るのではないかと考えていました。このような考え方で合っているのでしょうか？
ただ詳しい回路設計などが出来ないのでもう少し勉強してみます。