arduinoでスイッチ制御（フォトカプラ　フォトリレー）

arduinoにフォトカプラ（フォトリレー）を接続し、arduinoから5V程度(フォトカプラが絶えれる電圧未満)の回路のスイッチのON/OFFを制御する回路を作ります。リモコンなどの接点と配線することでリモコンをarduinoから制御することができます。

※配線ミス等で発火する可能性もあるため自己責任でご参考ください。

回路図

赤外発光ダイオードを適切な明るさにするためと寿命を長くするための計算式があります。これはフォトカプラにも同様に使え、オームの法則を利用した下記の式を利用します。順電流や順電圧は発光ダイオードの両端に流れる値を指します。

抵抗値(Ω) = (電源電圧(V) －最大順電圧(V))/順電流(A)

　　　　R=(Vin-Vf)/If

順電流Ifと順電圧Vf(max)をデータシートに記載された電気的特性に記載された例のままIf=10mA、Vf(max)=1.3Vとして計算してみます。V=5.0V-1.3V/0.01Aとなり=370オームの抵抗が必要ということがわかります。同値の抵抗がないので近い390Ωが利用できるか計算してみます。。

390Ωを用いた場合の電流はオームの法則で求められます
I=V/R
=5.0/390
=0.012820
=12.820mA
約13mAとなり、TLP222AFの推奨動作条件のIf(順電流)が最小5mAから最大25mAなので問題ないと思われます。

※オームの法則
V=R*I
I=V/R
R=V/I

材料

材料はすべて秋月電子通商さんで注文しました。下記以外に半田や基板上の配線が多少必要です。
【M-07383】　Ａｒｄｕｉｎｏ　Ｕｎｏ　ＳＭＤ　Ｒｅｖ３ x 1個
【C-17015】　ＵＳＢケーブル　ＵＳＢ２．０Ｔｙｐｅ－Ａオス⇔Ｂオス　１．５ｍ　Ａ－Ｂ x 1個
【I-07330】　フォトカプラ　フォトリレー　６０Ｖ０．５Ａ　ＴＬＰ２２２ＡＦ x 1個
【P-07555】　Ａｒｄｕｉｎｏ用ユニバーサル　プロトシールド基板　ガラスコンポジット　金フラッシュ x 1個
【C-04045】　ピンソケット　１×６　（　６Ｐ）　リード長１０ｍｍ x 1個
【C-04046】　ピンソケット　１×８　（　８Ｐ）　リード長１０ｍｍ x 2個
【C-07199】　ピンソケット　１×１０　（１０Ｐ）　リード長１０ｍｍ x 1個
【R-25391】　カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗）　１／４Ｗ３９０Ω　（１００本入） x 1個
【C-09734】　１×４Ｐメス／１×４Ｐオス　２．５４ｍｍピッチ　コネクタ付ケーブル　３０ｃｍ長 x 1個

出来上がったら、パソコンからUSBケーブル経由でテストコードを書き込みます。下記がテストコードです。5秒毎にスイッチをONにします。

/*
  Switch controller(Test)
*/
const int D5 = 5;

void setup() {
  pinMode(D5, OUTPUT);
  digitalWrite(D5, LOW);
}

void loop() {
  digitalWrite(D5, HIGH);
  delay(5000);  // 5sec
  digitalWrite(D5, LOW);
  delay(5000);  // 5sec
}

設計通りにリモコンに接続して、arduinoからリモコンを操作し、動作を確認できました。出来上がったものは下図のものです。脳内を空っぽにするのにプチ電子工作はもってこいかもしれないです。