電子工作３９ – 温度センサ（ＴＣ622ＥＰＡ）を使ってみる
概要
PICマイコンでお馴染みのMicrochip社製の温度センサの存在が気になっていた。価格が１２０円と安く、当然ながらPICとの相性も良さそうである。今回はTC622EPAというタイプを使い設定した温度に達するとブザーが鳴る簡単な実験をしてみた。PICは使わない。
その特徴（TC622EPA）を見てみると、
１） 外付け抵抗１本で出力が反転（ＯＮ／ＯＦＦ）する設定温度が決まる。
２） 供給電圧の範囲が広い（4.5V to 18V）。
３） ２つの出力ポートを持ち、相互に反対のＨigh、Low信号が出る。
４） 精度が高い（センサの筺体温度が設定温度に達すると出力（OUTなど）が反転し、次いで筺体温度が低下して設定温度より２°C下がると出力が元にもどるという動作をする）。
電池での駆動を考え、以下に示すような回路を作成した。そして、設定温度以下でどれくらい電流を消費するか(非動作時電流)、また、ブザーが鳴っている状態での電流消費はどれくらいか(動作時電流)になるかをテストした。ここで用いたフォトＭＯＳリレーは内蔵のＬＥＤを点灯させるとそのピン３、６間が導通するもので今回の小型ブザーから、リレー、小型ソレノイドと最大約６００ｍＡまでのデバイスを駆動できる便利なものである。肝心の温度センサはその筺体が熱せられると可変抵抗ＶＲの値によって決まる温度でピン３の出力ＯＵＴはＬｏｗ―＞Ｈｉｇｈ（＝電池の供給電圧）に変わり、ピン２の／ＯＵＴはＨigh->Low（０Ｖ）に変わる。ピン３のＯＵＴからの信号がフォトＭＯＳリレーの内臓ＬＥＤを点灯しブザーを駆動する。この内臓ＬＥＤの下に入れてある３３０Wは電流制限用で、もし９Ｖ（００６Ｐ）の電池を用いる場合は破壊を防ぐために１ＫWとかいった大きい値の抵抗を用いる必要がある。その下のＧＮＤにつないであるＬＥＤは動作確認用である。
実験の結果、供給電圧６Ｖの時に消費される電流は以下のようであった。
非動作時（待機時）： ０．１８ｍＡ
動作時： １２．８ｍＡ （ブザーとＬＥＤが作動中）
今、単３のアルカリ電池１．５Ｖを４本用いたとすると、一本当たりの電池の容量は７００ｍＡｈ位とされているので総Ｗｈ数はWh＝６（Ｖ）Ｘ７００ｍＡｈ＝４．２Ｗｈとなり、９Ｖ（００６Ｐ）電池のＷｈ＝９（Ｖ）X300mAh＝２．７Ｗｈと比べて２倍弱のパワーがあることになる。待機時の電流０．１８ｍＡで７００ｍＡｈを割ると７００ｍＡｈ／０．１８ｍＡ＝３，８８９ｈとなるので、これを一日２４ｈで割ると３，８８９ｈ／２４＝１６２
days.。 つまり、単３のアルカリ電池４本は待機時モードで５カ月以上持つ計算になる。？
実験中： 白いICがフォトMOSリレー、黒いのが温度センサ、
青いのが可変抵抗（１５回転）、そして下にブサーが見える。 温度（°C）と抵抗値（KW）の関係 （マニュアルから抜粋）
設定する温度ｔ（°C）（Kelvin温度Ｔ＝ｔ＋２７３．１５）から抵抗値（KW）を求める式 （マニュアルから抜粋）
―温度設定の為の抵抗値の調整法―
１） 電源を切る。
２） 温度センサのピン５（Ｔｓｅｔ）と７（Ｖｄｄ）にテスターの各棒を当て、可変抵抗器（ＶＲ）のスクリューを回して設定する抵抗値に調整する。
上記の式から計算した各設定温度にするための抵抗値
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設定温度（°C） |
抵抗値（KW） |
コメント |
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８０ |
１６２ |
CPUの到達温度 |
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７０ |
１５１ |
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６０ |
１４３ |
火災報知機検知温度 |
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５０ |
１３３ |
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４０ |
１２５ |
国内での夏の最高気温 |
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３０ |
１１６ |
夏の平均最高気温 |
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２０ |
１０９ |
快適な気温 |
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１０ |
１０１ |
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５ |
９７ |
冷蔵庫の温度 |
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０ |
９３ |
水の凍結温度 |
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−５ |
９０ |
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−１０ |
８６ |
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−２０ |
７９ |
冷蔵庫冷凍室の温度 |
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−３０ |
７３ |
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−４０ |
６７ |
マグロ冷凍保管倉庫 |
応用など
１） 高い電流などを流す電線などに挟み過熱を知らせる警報装置に使う。
２） ６０−６５°Cに設定し簡易火災報知機として使う。
３） 出力ポートOUTまたは／OUTにリレーをつなぎ白熱電球（熱源）を使った恒温器に使う。
４） 冷蔵庫のドア閉め忘れや、その冷凍庫の温度上昇を知らせる警報器として使う。
５） その外、出力ポートOUTや／OUTとPIC(例えば１２Ｆ６２９／１２Ｆ６７５など)を組み合せて使えばいろんなことが出来そう。
温度感応式簡易火災報知機の製作 （2010.２．２２）
上記の回路に白熱電球を点滅させる回路を加え簡易火災報知機を製作した。ある設定温度、例えば６０°Cに達すると火災をブザーで知らせてくれるとともに白熱電球を点滅させてさらなる注意を促すようにした（小生、電子工作２５で製作した類似の火災報知機を過去２年ほど使用中）。ブザー音の発生と電球（ＬＥＤも含め）の点滅を交互に行うために抵抗とコンデンサを数個を使った、いわゆるマルチバイブレータ回路を組み込んだ。実験でこの回路が実際動作することを確認した。そのほか分かったことなどは以下の様である。
１） 電流消費
非動作時（待機時）： ０．１８ｍＡ （前と同じで変化なし）
動作時： ３０ｍＡ （ブザー、ＬＥＤとＳＳＲが作動中、前より多少増加）
２） この回路では点滅は４回／秒の速度で起こる。点灯と消灯時間は抵抗とコンデンサの値によって決まる。
３） ＳＷ２でブザー（間欠音）とランプ点滅を同時に行うモードと、ランプ点滅のみ行うモードの選択ができる。
４） 使用できるブザーはメカニカルなもののみ。圧電ブザー（前述のＨＤＢ０６ＬＦＰＮを含め）は動作しない。
５） したがって、単三電池４本（６Ｖ）で十分実用になる。
６） 合計費用は千円以下。
７） 今回はあえてＰＩＣマイコンを使わなかったが、伝統的なアナログ回路に馴染めてそれなりの収穫があった。
実験中： 100Wの電球が点滅し、ブザーが間欠音を発生した．．．
最も簡単な火災報知機の製作 （2010.２．２５、２０１０．４．９改良）
比較的値段が高く、入手も易しくないフォトＭＯＳリレーをトランジスタに入れ替えて、設定温度以上になるとブザーが鳴る下に示すような最も簡単な火災報知器回路をつくり実験してみた。その結果次の様なことが分かった。
１） 考えられる最も簡単な感温式火災報知回路と思う。トランジスタが良い働きをしている。
２） 十分な音量でブザーが鳴る（連続音）。
３） 電流消費（Vddが６Ｖ時）
非動作時（待機時）： ０．１８ｍＡ
動作時： ２８ｍＡ （ブザーのみ駆動）
したがって、単三電池４本で十分長持ちする。
４） 設定温度（ブザーが鳴り出す）が４０−６０°C（抵抗値で１２５−１４３ＫW）になるように可変抵抗（ＶＲ）を調整し、熱源（例えば、ガス、電気コンロの上部、コタツの中、ヘアードライヤなど）に温度センサ筺体を暴露させブザーが鳴るかどうか確認した後、熱が淀むような場所に設置する。
５） 費用は５００円ちょっと。
新たに電池電圧テスト回路部を加えた。SW2を押すとLEDが点灯する。かすかにでも点灯が認められればそれは電圧が
温度センサの動作下限電圧である４．５V以上であることを意味する。ブザーは４V以上あれば鳴る（２０１０．４．９）。
ブザー以外に白熱電球などを点滅させたければ、既述の温度感応式簡易火災報知機の製作 （2010.２．２２）で示した通り、以下の白熱電球などを点滅させる回路部を組み合せればよい。具体的には上記の回路図でブザーを取り除き“Ａ”に下の回路図の“Ａ”を結合させる。勿論、両回路のＧＮＤの結合も必要である。
製作した実用機 （２０１０．２．２５、改良版２０１０．４．９）
ブザー、トランジスタ、温度センサ、可変抵抗、SW、LED、
それに単三４本入りのＳＷ付き電池ボックスが見える。
電池電圧テスト： ボタンを押しかすかにで点灯が認められればOK！
電池電圧測定： 電源ＯＮでピン４と７間を測る
抵抗値の設定： 電源ＯＦＦでピン５と７間を測りながら調整する
