電圧検知リレー２

背景
以前製作した電圧検知リレーは、自動車に積んだ小型のシールドバッテリーを走行充電するために使用していました。積んでいるバッテリーは小型のもので、車を止めてＩＣ７０３、ＦＴ８１７で移動運用するときに使用していました。車のバッテリーを使ってバッテリーが上がらないように管理（注意）しながら運用できれば良いのですが、バッテリー上がりをさけるため小型のサブバッテリーを使って運用しています。サブバッテリー運用時は車のバッテリーとは絶縁されているのでサブバッテリーが空になるまで運用してしまっても車のエンジンはかかるようになっています。

今回は、単純にある設定電圧以上のなったらリレーを動作させるユニット（基板）を製作しました。以前から、電圧検知リレーに関して問い合わせがときどきあり潜在的なニーズはあるようです。　親戚の方からの要望がきっかけで電圧検知リレー２を製作しました。

回路図
回路は以下の通りです。PIC12F683を使って、ＧＰ２に設定電圧（この値以上にＧＰ０の電圧が上昇したらＧＰ４のリレーを動作させる）を、ＧＰ０に測定対象の電圧を入力します。設定電圧は可変抵抗Ｒ４によって自由に設定可能です。Ｒ４の基準電圧はＴＬ４３１というリファレンス電圧発生用ＩＣを使用しています。このＩＣは安定した２．４９５Ｖを生成します。監視（測定）対象の電圧はＲ２とＲ３で約１３％　になります。

測定電圧の端子Ｘ１での電圧と分圧後ＰＩＣに入力される電圧の関係は計算上、以下の通りになります。バッテリー端子電圧の取りうる範囲をほぼカバーしているとおもいます。

ＰＩＣのＡＤ変換の分解能は５Ｖを１０２４分割なので、最小分解能は約0.0048V(4.8mV)で分圧抵抗の倍率からＸ１での電圧は0.038Vに相当します。計算上はバッテリー端子電圧の０．１Ｖの変化は検知可能と思われます。データシートからＴＬ４３１が発生する基準電圧値の温度特性を見ると０-５０度の範囲では、バッテリー端子電圧換算で０．１Ｖ−０．２Ｖ程度なので実用上は問題ないとおもわれます。

基板
完成した基板は以下の写真の通りです。写真左側に２つの端子台があり、外部との結線を端子台にて行います。
写真上の端子台は、電源（１２Ｖ、ＧＮＤ）と監視電圧の入力用です。下の端子台は、１Ｃのリレー出力になっています。青く見える部品はＶＲで、リレーを動作させる電圧を調整します。

動作（フロー）
ＰＩＣ内で２５０ｍｓのタイマー割り込みが常時有効で、タイマー割り込み４回毎にＡＤ変換で監視電圧と設定電圧（スレッシュ電圧）を取り込み監視電圧が、設定電圧より大きければリレーを励磁し、監視電圧が設定電圧より小さければリレー非励磁にします。したがって、リレーの制御周期は約１秒になります。監視電圧と設定電圧がほぼ同じ場合は、微小な電圧の振れから１秒周期でチャタリング状態になる可能性があります。

基板の説明
基板上の端子台は以下の写真の通りとなります。
電源電圧：＋９Ｖ−１４Ｖ　ＤＣ
ＧＮＤ：０Ｖ
監視電圧：＋１Ｖ　−　１７Ｖ　電源電圧を監視する場合はこの端子にも電源電圧を接続します。
リレーｂ接点：通常リレーｂ接点とコモン間は導通していてリレー動作時にオープンになります。
リレーａ接点：通常リレーａ接点とコモン間はオープンで、リレー動作時にクローズになります。
リレーコモン：リレーのコモンです。
リレー動作電圧設定用可変抵抗：時計回りに回転するとリレー動作電圧は高くなります。ＭＡＸ１７Ｖまで設定可能です。




配線例
基板の電源電圧と監視し、設定電圧以上になったときに「負荷」に電源を供給する場合の例です。


電圧検知リレー２　配布用基板　　　　配布用基板の説明


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