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micro:bit Lab.【マイクロビット】

micro:bit Lab.では、micro:bit【マイクロビット】に関する情報を紹介しています。

最大3個のソレノイドをmicro:bitで制御する
付録3-29

ソレノイド制御基板(SB-6565-01)

2020-12-052020-12-06

ソレノイドメーカー「タカハ機工株式会社」が販売するソレノイド制御基板「マルチコントローラーA(SB-6565-01)」を紹介します。このソレノイド制御基板を使うと、最大3個のソレノイドがmicro:bitから制御できるようになります。

1.ソレノイド

ソレノイドとは

ソレノイドは、コイル(銅線)に電流を流すことで磁界を発生させ、フレーム内の固定鉄芯とプランジャーと呼ばれる可動鉄芯が引き合うことで、プル(吸引)動作、またはプッシュ(押し)動作へ変換する電気部品(アクチュエータ)です。

ソレノイドの動作説明

ソレノイドの詳しい動作説明は、ソレノイドメーカーである「タカハ機工株式会社」のウェブサイトに掲載されている「技術解説」をご覧下さい。ソレノイドの動作説明だけでなく、機種選定に必要な条件や仕様について詳しく解説されています。

図1-1.さまざまな種類のソレノイド
図1-1.さまざまな種類のソレノイド

2.ソレノイド制御基板

ソレノイド制御基板とは

本記事では、タカハ機工株式会社が販売するソレノイド制御基板「マルチコントローラーA(SB-6565-01)」を紹介します。このソレノイド制御基板は、秋田さん(@akita11)が開発したソレノイド駆動回路で、最大4個のソレノイドを基板上のスイッチで制御したり、micro:bit・Arduino・Raspberry Pi・IchigoJamなどのマイコンから制御できるようにするものです。また、Grove規格にも対応しています。

図2-1.ソレノイド制御基板「マルチコントローラーA(SB-6565-01)」
図2-1.ソレノイド制御基板「マルチコントローラーA(SB-6565-01)」

タカハ機工 マルチコントローラーA ソレノイド制御基板

4つのソレノイドを制御できる4系統電源制御シールド。マニュアルで動かせるスイッチ付き。Arduino, micro:bit, Grove, Raspberry Pi, Ichigojamに接続して自動制御できます。別途電源が必要です。

ソレノイド接続コネクター

ソレノイドを接続するためのスクリュー端子台が4つあり、最大4個のソレノイドを取り付けることができます。右からソレノイド#1~#4となります。ただし、micro:bitから制御できるのは最大3個となります。理由は後述します。

図2-2.ソレノイド接続コネクター
図2-2.ソレノイド接続コネクター

電源コネクター

ソレノイドへ電源を供給するための電源コネクターとして、DCジャック・スクリュー端子台・microUSB端子の3系統があります。一般的なソレノイドの電源電圧は6V~24Vです。接続するソレノイドの電源電圧に合わせて、スクリュー端子台へ電池ボックスを接続したり、DCジャックへACアダプターを取り付けます。ACアダプターは、DC2.1規格のセンタープラスのものを使用します。

また、タカハ機工株式会社では、5Vで駆動するソレノイドを開発、販売しています。5Vソレノイドを取り付ける場合は、microUSB端子へモバイルバッテリーなどを接続します。

図2-3.電源コネクター
図2-3.電源コネクター

micro:bit接続端子

micro:bitのリングを接続する端子があります。

図2-4.micro:bit接続端子
図2-4.micro:bit接続端子

micro:bitを取り付けると、図2-5のようになります。

図2-5.micro:bitを取り付けたようす
図2-5.micro:bitを取り付けたようす

3.micro:bitの取り付け

準備する物

micro:bitの取り付けに必要なネジ類(ネジ径M3)です。micro:bitとソレノイド制御基板はネジ止めしますが、基板裏のハンダ部分がmicro:bitと干渉するため、金属製のスペーサーを用意します。これらのネジ類は付属していないため、別途購入します。

図3-1.取り付けに必要なネジ類
図3-1.取り付けに必要なネジ類

micro:bitの取り付け

ソレノイド制御基板のmicro:bit接続端子のうち、4カ所をネジ止めします。それぞれP0端子・P1端子・P2端子・GND端子です。基板上の刻印Gと、micro:bitのGND端子を合わせます。

図3-2.micro:bitの取り付け(表)
図3-2.micro:bitの取り付け(表)

スペーサーで浮いた状態となるので、ハンダ部分と干渉しません。

図3-3.micro:bitの取り付け(裏)
図3-3.micro:bitの取り付け(裏)

このように、ソレノイド制御基板とmicro:bitの接続は、リング(P0端子・P1端子・P2端子・GND端子)で行うため、制御できるソレノイドの数は最大3個となります。P0端子~P2端子が、それぞれソレノイド#1~#3と対応します。

4.ソレノイドの取り付けと配線

ソレノイドの取り付け

本記事で取り付けるソレノイドは、タカハ機工株式会社のCB1037シリーズ(CB10370150)です。このソレノイドはプッシュ式で、オンになるとプランジャーが右方向へ押し出され、オフになるとバネの力で元へ戻ります。電源電圧が12Vの時、通電率40%となります。

図4-1.CB1037シリーズ(CB10370150)
図4-1.CB1037シリーズ(CB10370150)

ソレノイド接続コネクターのうち、ソレノイド#1のスクリュー端子台へソレノイドを取り付けます。スクリュー端子台のネジを緩め、リード線を奥までしっかり差し込んでネジをしめます。

図4-2.ソレノイドの接続
図4-2.ソレノイドの接続

ソレノイド制御基板への電源

ソレノイドの電源電圧に合ったACアダプター、または電池ボックスを用意します。本記事では、12VのACアダプター(センタープラス)を用意しました。ACアダプターをDCジャックへ取り付けます。

図4-3.ソレノイド制御基板への電源
図4-3.ソレノイド制御基板への電源

micro:bitへの電源

ソレノイド制御基板からmicro:bitへは給電されないため、別途用意します。

図4-4.micro:bitへの電源
図4-4.micro:bitへの電源

完成した装置

完成した装置です。プログラムからソレノイドを制御できるようになりました。

図4-5.完成した装置
図4-5.完成した装置

プログラミングと注意点

使用するブロックは、入出力端子の「デジタルで出力する」です。P0端子を1にするとオン、0にするとオフになります。プログラミングするときは、ソレノイドの使用定格(通電率)に気をつけましょう。このソレノイド(CB10370150)は、通電率が40%(12V時)であるため、連続通電はできません。

おすすめ品

タカハ機工 マルチコントローラーA ソレノイド制御基板

4つのソレノイドを制御できる4系統電源制御シールド。マニュアルで動かせるスイッチ付き。Arduino, micro:bit, Grove, Raspberry Pi, Ichigojamに接続して自動制御できます。別途電源が必要です。

タカハ機工 マルチコントローラーUSB ソレノイド制御基板

4つのソレノイドを制御できる4系統電源制御シールド。マニュアルで動かせるスイッチ付き。Arduino, micro:bit, Grove, Raspberry Pi, Ichigojamにも接続可能。ソレノイド接続がUSBのため、タカハ製スイッチ基板付きソレノイドとソレキットに対応しています。別途microUSB typeBケーブルとDC5V電源が必要です。

タカハ機工 ソレキットマルチコントローラー ソレノイド制御基板

最大4個のソレキットをカラフルなボタンで動かして楽しめる。別途電源とmicroUSB typeBケーブルが必要です。

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