AC100Vを自由に制御！ゼロクロスSSRとは？
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- Опубликовано: 7 сен 2024
- AC100Vなどの交流を自由にONOFFできる、
ゼロクロスSSRをご紹介します！
ゼロクロスSSR(ソリッドステートリレー)の簡単な仕組みは？
実際にキットを使って製作し動作させてみました。
製作した結果と個人的な見解もご紹介します！
今回のゼロクロスSSRキットは秋月電子で買うことができます。
(250円 2022/3/8現在)
akizukidenshi....
(直リンクNGにつき店舗URL)
Amazonで調べたら電流は2Aまでですが、
ほぼ同じような価格でSSRがありました。
5Vソリッドステートリレー240V 2A
amzn.to/3RG2bYC
![DENSO Power Cards from Toyota Prius inverter. And I used it. [ENG sub]](http://i.ytimg.com/vi/n3iJxgiqlaQ/mqdefault.jpg)
![Megan Thee Stallion - Neva Play (feat. RM) [Official Video]](http://i.ytimg.com/vi/TpYTyAaTRts/mqdefault.jpg)
SSR（ソリッドステートリレー） と、MOS-FET やパワートランジスタの違いは、リレー回路と、スイッチング素子の違いです。
普通の機械接点のリレーは、電磁石（コイル）で鉄片を吸い付けてスイッチを操作する回路です。
この場合、制御素子は機械スイッチで、制御信号は、コイルに流す電流です。
SSR は、制御素子が、機械スイッチではなく、スイッチング用トランジスタ、スイッチング用FET、サイリスタ、トライアックなどの半導体制御素子で、制御信号は、制御用半導体素子の制御電極（ベース、ゲートなど）に流す電流や、かける電圧です。
半導体制御素子＝SSRでない理由は、SSRは、制御電極に加える信号を調節する回路や、電極保護の回路がある電子回路なので、単品の制御素子ではないからです。
ゼロクロスのリレーは機械接点のリレーでは動作が遅すぎて実現できません。
SSR（特に制御素子にサイリスタを使ったもの）が出来て初めて可能になった回路です。
また、SSRで突入電流防止は出来ません。原理的にはスイッチに過ぎず、ON-OFF するタイミングがゼロボルトの時になるというだけです。
なので直流電流を制御するゼロクロスSSRというものはありません。
無理やり使うことは出来ますが、ただのSSRと同じになります。
最大のメリットは、ノイズが非常に少ないことと、誘導性負荷の場合のインダクティブキックの低減です。
当初は、ノイズ対策として開発された回路です。
コメント＆解説ありがとうございます！
参考になりました！
ターンOFF時のゼロクロス動作はサイリスタの特性なので、これを変えるにはGTOサイリスタ等が必要でゲートドライバも必要になると思います。
ターンON時のゼロクロス動作はフォトトライアック(TLP516J)の特性なので、これを非ゼロクロスタイプ(秋月だとS21ME3/I-15983等)に差し替えるだけでAC正弦波の途中からターンONします。
誘導負荷などを接続している場合はゼロクロスのまま使用したほうが良いと思います。
コメント＆詳しい解説ありがとうございます！
オンとオフで挙動が違うんですね！
良く分かりました！
Raspberry piからI/O制御でコンセントをオンオフする予定で、このSSRを使うのですが、電子工作したことなくて不安だったのでこの動画見つけられてよかったです😭
コメントありがとうございます！
名前からワクワクする部品ですね。はんだごてと、ゼロクロスSSRと、タッチセンサーと組み合わせて、簡単に電源が入る、はんだごてを作るのもいいかもしれません。 毎回、プラグ側に、手を伸ばしてオンにするのが面倒なので。
コメント＆アイデアありがとうございます！
確かにはんだこてのスイッチを入れるのめんどくさい時あります！
タッチセンサー式は楽で良さそうですね！
いつも楽しく拝見させていただいてます。
SSRは秋月のキットも良いですけど、amaやaliのモジュールでもよいかもしれませね。長くなるので詳細は動画にでもして頂ければと思いますが、私のSSR応用方法の一例として・・・、
１．洗濯機の内蔵ふろ水ポンプでは給水力が弱く遅いので、市販のふろ水ポンプを取水口に取り付けて、push&pullで給水してます。この時市販ふろ水ポンプを電源をSSRを用いて、洗濯機内部のふろ水給水用のソレノイド弁供給の電圧を拝借して同期させることにより、いい感じで連動してます。(ふろ水ポンプ側のスイッチ部も細工が必要)。そして給水時間は半分になりますよ。（まぁメカリレーでも電圧さえ合わせればＯＫですけどね）
２．高価な市販品もありますが、デスクトップPCのAC電源の電流を検出してSSRを用いて、テーブルタップ電源を制御して、PCの電源と、液晶モニタ、外部ストレージ、スピーカー・・・を連動させデスクトップをシャットダウンさせたりスリープ状態にする。いい感じで動作してますよ。これらの待機電力もバカにならないですからね。
ぜひ動画に。。。
コメント＆アイデアありがとうございます！
参考になります！
いつも素人にわかり易い解説をありがとうございます。
また、閲覧が追いつかないほどの怒涛の動画アップお疲れ様です。
私は工学系全く素人なのですが、半年前に3Dプリンタを購入しあれこれ挑戦中です。
先日、音が出る「ピタゴラゴール」を作ろうとダンボールで基本構造までは作りました。
が、3Dプリンタで作ろうとすると積層方向や箱のメンテ用構造、基盤・電池・スイッチの配置＆固定など問題が山積していることに気づきました。
単品・単純パーツを作ることは何とかできるのですが、次のシステム化に係る基礎知識が全く無いことに気付きました。
もしよろしかったら、総合的なモノを作る際の基本となる考え方やテクニックを動画にしていただけないでしょうか。
よろしくお願いします。
コメントありがとうございます！
うまく動画にできるかは分かりませんが、検討してみます！
ゼロクロスは周期で調整(P-Pそのままで60Hz→10Hzなど)なので専らヒーター用などですね。
白熱灯やモーターなど連続したは電源が必要なら位相制御のほうが向いてますね。ノイズが少し気になりますが。
今度オシロで両者を比較してみてはどうでしょう？
MOSFETやトランジスターは増幅器だからリレーではないのかと。MOSFETだと 3極管領域などを使うことがありますし
今日も素晴らしい動画配信有り難うございます、無駄なくスッキリです
希望ですが，手書きでも良いので簡単な回路図有ると機械系にも理解できます
ヒューズも事前に部品準備できそうだし
後日コピーして動画見ないで制作可能と思います（回数減で良くないかな？）
でも少しぐらいは自分で苦労しないと身につかないか・・・・ヨシ了解！！
コメントありがとうございます！
回路図は完全に失念しておりました！申し訳ありません！
かなり簡単ですのでちゃんとご紹介すればよかったです！
秋月電子さんの商品詳細ページに取説のpdfがアップロードされていますよ
カラーで回路図も記載されていますので確認してみてください
@@trpgfun 御親切に秋月電子様を紹介頂き有り難うございます
早速ネット検索してモータドライブ関係を検索してみたら
中国製品には無い素晴らしく詳しく安心できる解説の実際写真や回路図が確認出来ました
見てるだけで楽しく理科の実験が頭でどんどん消化できます、有り難うございました
興味深く拝見させていただきました。
SSRと聞くとリーク電流が気になってしまいます。
リーク電流対策がめんどくさいときなどで、サージ対策を取った上で
機械式リレーを使ってしまいます。
コメントありがとうございます！
原理的にどうしても完全にオフには出来ないようで、
何となく気持ちが良くないですね！
欠点の多い物理リレーにも完全に遮断できる強みがありますね！
個人的にはSSRは損失（ON時の抵抗）が意外と大きいのも気になります！
うちではトイレ暖房用にカーボンヒーター買ってきてタイマーボタン付けて使ってます
コメント＆アイデアありがとうございます！
ヒーター系とは相性良い気がしますね！
ゼロクロスはサイリスタ（SSRの中身の半導体）の特性によるものなので、それを外せばコストダウンになるというものではありません。
コメントありがとうございます！
そうだとすると今度はゼロクロスではないSSRはどうなっているのかが気になります！
もう少し調べてみます！
@@kenyakuDIY ゼロクロスにしないならサイリスタを使う意味無いです。
接着力が弱くてオススメって、新しい！重要ですね。
コメントありがとうございます！
こういう試作やDIYって後で分解するケースが多いので、
接着力が強すぎるのも欠点になることがあります！
昔の秋月の基板は見た目ユニバーサル基板みたいで難易度高かったのが懐かしい。
コメントありがとうございます！
そうだったんですね！
Gボンドクリアは薄く両方に塗って、5分以上乾かしてから、強く圧着するとよく付きますよ。
コメントありがとうございます！
そうなんてですね！
参考にななりました！
PCのUSBに接続してモニター、外部HDDの電源OFF/ONに重宝しています。
ssr は温調でよく使ったな... で、自分の身の回りで温調したい何かが... 無くて困った orz
プラスチックをハンダゴテで溶かすのに
普段の小手先で溶かすのは小手先が痛むのでもったいなく感じています。
ニクロムヒーターの小手があれば適当な釘で簡易的な小手先が作れるので
使い捨てくらいの気持ちで使えて便利ですよ。
コメントありがとうございます！
確かにこのコテ先は鉄メッキがもう剥がれているので、
ハンダの食われが一気に加速した気がします！
鉄メッキがしっかりしてれば結構平気なんですけどね！
PCと連動させる外部機器の電源操作に便利かも。特に切り忘れ防止に。
コメント＆アイデアありがとうございます！
PCのUSBから電源をとれば簡単にできますね！
さっそく試してみたいと思います！
1:41 MOSFETやトランジスタは一応ベースで電気的につながっているのがリレー（スイッチと負荷が完全に絶縁）との違いではないでしょうか？
コメント＆解説ありがとうございます！
なるほど！動作は電気的とはいえ光センサを介して絶縁されているのでその点が大きく違いますね！
電気的繋がりのないフォトトライアックですね😃
ＳＳＲはＡｒｄｕｉｎｏと組み合わせて、
冬はコタツに、夏は扇風機（ガチャっとスイッチを押すタイプ）に使ってます。
それと、
ＡＣコンセントを挿したら動作する電気製品にしか使えません。
ＤＣ製品には使えません（０Ｖと交差しない為）
ＤＣ制御にはＦＥＴ(Field effect transistor)やトランジスタを使いましょう。
コメント＆解説ありがとうございます！
AC100V製品は安全のためか、
自己保持タイプのスイッチが使われることが多いですよね！
なかなか一筋縄ではいかないですね！
うちも容量の大きいSSRでサーモスタット制御のコタツと安物電気鍋に使っています。
コタツは「弱」より弱くできるので、春先にちょうどいいです。
鍋は噴きこぼれることもなく、保温にも使えて便利です。
電磁弁の切り替えに大量に使いました
コメント＆情報ありがとうございます！
参考になります！
大変すみません、お願いがあるのですが、ac100ｖ 最大10a で電源が入ったらゼロクロスでスィッチしてくれるac-ac製品と通販先をご存知でしたら、教えていただけると有り難いです。
コメントありがとうございます！
大パワー対応ゼロクロスSSR、良いものがあればご紹介します！
@@kenyakuDIY よろしくお願いいたします
すみません10a→1aに変更お願いいたします、最大でも100ｗ行かないです。
欲しいものは例えば、表現が下手で気持ち悪い話しですが、秋月電子のソリッドステートリレー 10A SSR-10DA
のDC側5VONぱなしで 、AC側をOFF→ON→OFFした場合ゼロクロスでON、OFFしてくれるかと、無理な気がしますが・・・
物凄く気持ち悪い回路ですが、AC側からACDCアダプター通してDC側に入れてやれば、無理やり実現できますね😅
ゼロクロスSSRって頻繁に入り切りするac機器に最適じゃないか、モーター・ヒーター・クーラー機器寿命もだいぶ違ってくるはず。長持ちさせたい大容量acdcアダプターにも有効なはず
これは自分にとっては大革命だ
コメントありがとうございます！
半導体なので寿命は半永久的だと思います！
あんまり電気に詳しくないんだけど、これのめりっとってなんですか?
普通に交流のスイッチオンオフじゃだめなんですか？
コメントありがとうございます！
最大のメリットはスイッチなどの物理的な方法ではなく電気信号でオンオフ出来ることだと思います！
突入電流がゼロでないのは、交流回路ですと負荷によって電圧と電流の間に位相差が出るという解釈の方が正しいのではないですか？
コメント＆解説ありがとうございます！
交流ですと色々複雑になるんですね！
DC AC と聞くとインバータでくげん波と正弦波とかでビーーーっておとなりますか？
コメントありがとうございます！
音は特に鳴らないですよ！
Merci 👍👋
Bonjour! 🖐️
Cette vidéo est-elle correctement traduite ?
J'y tiens.
@@kenyakuDIY
Bonjour,
Les sous titres dans la vidéo sont en Japonais.Il n'y à pas de Français.
Sinon la traduction des commentaires est bonne.
Merci à bientot.
上手いことやればスイッチボットのコンセント版自作出来そう
コメント＆アイデアありがとうございます！
これ いくつか使ってますがoffの時、ACOUTに電圧出てませんか？
手持ちのだと50Vほど測定されるのですがｗ
コメントありがとうございます！
私も確認してみましたが、0.5～0.6Vでした。
ゼロにはなってないですが、
さすがに50Vは何かがおかしいと思われます。
あまりに負荷が小さすぎると、
出力がOFFにならないことがあるようです。
@@kenyakuDIY 無負荷（ACオープン状態）の影響かもしれませんね。
自作の動噴用電磁バルブタイマーに組み込み済みのものがおかしいのかと思い新品を単体動作させてみたのですが
同じ現象でしたのでこんなものなのかなぁと思い使用していました。（負荷のON-OFF制御はできていたので)
近いうちに負荷接続中の動作検証してみます。
@@trpgfun さん
あまり良くわからなくてすみません！
@@kenyakuDIY おもしろい検証結果が出ましたのでご報告を
まずはご指摘の通り無負荷（ACオープン）が出力に影響していました。
（説明書に小さく書いてありましたorz）
各種負荷と一部負荷に含まれなさそうなものを接続したときの値です
SSR基板より75cmのケーブルの先に3又タップを接続しDC入力オープン状態にしてタップ部で電圧測定しました
無負荷 60V
5V1AスイッチングACアダプタ 12V
12V0.5AトランスACアダプタ 0.2V
2mACケーブルのみ 47V
3mACケーブルのみ 35V
2mと3m直列 30V
2mと3m並列 31V
2mケーブル+ハンダゴテOFF 44V
2mケーブル+ハンダゴテON 0.4V
この結果から消費しようとする電力が大きいほど0Vに近づくということがわかりました。
それとともにケーブルだけでも電圧が下がっていることを考えると延長ケーブルを使いすぎるのも良くないということですね
参考
ハンダゴテは中華製のHAKKO T12コテ先が使えるKSGERステーションを使用しました
@@trpgfun さん
検証ありがとうございます！
やはり負荷が少なすぎるとオフにならないのが原因っぽいですね！