電子工作72 – 換気扇用3スピード・ワイヤレスリモコンの製作

 

 

概要

   また練馬の長屋に夏がやって来た。エアコンがないので、夏場は少しでも涼風を部屋に入れようとキチンの換気扇を頻繁に使う。過去に赤外線リモコンで換気扇の回転速度を遠隔制御する装置を作って何年か使って来た。今回はワイヤレスのリモコンで同様のことが出来ないか挑戦してみた。ワイヤレスは赤外線と違って途中の障害物の影響を受けにくいのが良い。ネット上で探したら手頃な値段で今回の目的に使えそうなものが見つかった。4チャンネルワイヤレスリモコンスイッチと称するもので、4つの入力キー付きの送信器と4つのリレーが付いた受信器からなる。これと調光器を組合せて換気扇の回転速度を3段階に制御出来るよう仕上げた。

 

製作にあたって考えていたこと

1) ワイヤレスリモコンを3000円以下で出来ないか。

2) 誤動作などないのだろうか。実用送・受信距離は?

3) 今回はワイヤレスへの入門なのでPIC マイクロコントローラなどは使わない。

 

材料

1) 12V 10A 4チャンネルワイヤレスリモコンスイッチ(動作距離200m) 並行輸入品¥954+送料¥750 販売店 マートヴェスト(アマゾンで探せる)。周波数:315MHz、容量:10A/250VAC、レシーバー感度:>―105dB、エンコーデングタイプ:固定コード/パットコード、 作業モード:interlock/jog,、 サイズ:7x5x1.5cm、重量:115g

2)     調光器 当電子工作1で使ったもので、秋月電子で10年前位に入手した。正式名“トライアック万能調光器”。現在もキットが¥600―¥1000で入手できる。

3)     ACアダプタ 出力DC12V 1.5A (手元にあったもの)。

 

回路図

12V 10A 4チャンネルワイヤレスリモコンスイッチ(動作距離200m)を入手したが、正式のマニュアルが添付されておらず、さらにネット上でも見つからなっかたので発売元のHPにあった類似品の簡易マニュアルを参考に調べて下図のような構造・回路になっていることが分かった。送信器に4つの入力キーが付いていて受信器側にそれらに対応する4つの電磁リレー(12V AC100V10A)が組み込んである。ジャンパーピンがあり、それらで図中に示す様にモード1からモード4を目的に合わせて選択することによって送信器の入力キーに対するリレーの機能を変えることが出来る。今回は調光器の出力を3段階(停止を含めると4段階)に変えて換気扇の速度を制御するので、ジャンパーピン接続をモード2に設定した。このモードでは送信器の1つのキーを押すと対応するリレーが磁化しONに固定され、2回目押してももう反応しない。この状態では他の3つのリレーは開放状態(非磁化)OFFになる。そして別のキーを押すと対応するリレーが磁化しONになり、前のものを含めた他の3つのリレーは開放状態OFFになる。つまり押したキー対応するリレーだけが磁化しONになるという興味ある動作をすることが分かった。一方調光器の出力は250Kのボリューム(VR)で連続的に調整するようになっている。そこでVRの代わりに4本の固定抵抗を使って出力を4段階に変えことにした。ここのところが今回の3スピード・ワイヤレスリモコンの動作原理の要である。回転速度小:Aキー 100K; 回転速度中:Bキー 50K; 回転速度大:Cキー 5K; 回転停止:Dキー 300K のように組込んだ。抵抗値は実際に換気扇につないで実験的に決めた。

 

送信器: A、B、C、Dと4つのキーと引き伸ばせるアンテナが付いている。キーはスライド式の蓋で保護されている。内蔵の電池は単5の12Vで23Aタイプ。

 

受信器: この写真では調光器(アルミボックス)の上に古い基板を敷き、その上に受信器本体が載っている。電源はDC12V出力のACアダプタ。

 

写真左で4つのAC100Vで10A規格のDC12Vリレー、それと電源と12個のリレー端子が見える。各リレーには異なった値の抵抗が組込んである。例えば、送信機のAキーを押すとリレーA(抵抗100K)のコイルが磁化されONになり、この値が調光器の内部でAC100V出力制御に使われる。この時他のリレーはすべてOFF状態になる。手前の8本の端子の内右端2本が12V電源、次の3本がリレーA、その次の3本がリレーBと続く。写真右では電波受信部、ジャンパーピン、それにリセットボタンなどが見える。

 

換気扇(High Power Ventilator FV-20K Fuji Elelectric製)につないで動かした時の調光器のAC出力。Dキーは換気扇を停止させるために使用。

入力キー

使用された抵抗

調光器のAC出力

A

100K

59V

B

50K

78V

C

K

97V

D

300K

V

 

結果&コメント

1)     換気扇の回転を停止を含めて4段階に制御できた。換気扇(High Power Ventilator FV-20K Fuji Elelectric製)の詳細スペックは30年以上と古いこともあってネット上では見つからなかったが、調光器に元々付いていた250K VRでは停止、超低速からフル回転状態まで微かな異音が伴ったが発煙したりせず正常動作した。

2)     値段の割には良くできたワイヤレスリモコンスイッチだ。ジャンパーピンにモード2(Toggle mode?)があったので今回の3スピード・ワイヤレスリモコンが製作できた。

3)     ジャンパーピンで4種のモードに変えられるのでいろんな目的に使えそう。今回は試みなかったがジャンパーピンのJ1とJ2をクロス結合させて4種以上の組合せが出来るのかも知れない。

4)     電波信号の干渉などによる誤動作の問題は不明。例えば、今回のものと同じ4チャンネルワイヤレスリモコンスイッチを2台同時に使用した場合、互いに電波の干渉は起きないだろうか。

5)     とにかく赤外線も良いけど比較的安価に製作出来き、壁などの障害物の問題が小さい電波を使うリモコンの便利さを痛感した。これからいろいろなものに応用していきたい。

 

 

(追加情報) 2014.7.23.

アドレスコードの導入(キー入力の複数送受信器間での干渉を防ぐため)

 後日、秋葉原のaitendoという店で送受信器ペア(2ch/315MHz、 2CH−3M2P625)という12VDCリレーが2個搭載されたものをデスカウント価格¥800で購入してきた。電源につないでテストしたところ、送信器のキーA、B入力で受信器のリレーA, Bは問題なく動作したが、同じキー入力で上記の4チャンネル受信器のリレー2個(B、C)も反応してしまうことが分かった。また上記4チャンネル送信器の2個のキー(B, C)を押すと、今回の2チャンネル受信器のリレーA, Bも動作してしまう。つまり、両者ともアドレスコード(機器の区別に使うコード)が設定されてなくdefault状態なのでキー入力の干渉が起きてしまうことが分かった。さてどうするか。aitendoのHPには概略が載っているのだが、具体的によく分からない。Web上でも半田付けをやったケースの記事など見当たらなかった。やってみるしかないということで2チャンネルと4チャンネル送信器を開け、各センター8ピンをHまたはLと表示されているいずれかの側にハンダ付けした。何しろハンダ付け部分が狭いのでブリッジハンダに気をつけ、テスターで導通を試しながら終了。その前に使われている各ICのA0―A7という8本のピンにアドレスが導入されることを確認しておいた。なお、機能はよく分からないが2チャンネル送信器にはSC2260R4、4チャンネル送信器にはPT2264(18ピン)が使われていた。ハンダ付けで2チャンネル送信器では A7、A6、A5、A4、A3、A2、A1、A0 =10111011 (2進)=187(10進)に、一方、4チャンネル送信器ではA7、A6、A5、A4、A3、A2、A1、A0 =01011000 (2進)=88(10進)に設定した。ビットの組合せは適当で、とにかく両者が違えば良いということでこれらの組合せを選んだ。理論上、8ビットなので256通り組合せが選べる(2の8乘)。あとは両送信器を電池を入れて使える様に元の状態に戻す。2チャンネルと4チャンネル両受信器はキーの学習機能を備えているので、個々のキーを学習機能ボタンを押して登録(ボタンを押すとLED点灯、その間に登録するキーを押す、キーが4個なら同じことを4回繰返す)。これで2つの送受信器間でのキーの干渉はなくなった。 万歳!

 

4チャンネル送信器内部: 写真左で電池の直ぐ左側の基板上の縦の3列がアドレスコード設定の半田付け部分。真中に裏側のICのA0―A7(上から)の8個のピンが入ってきている。各ピンを左側にハンダ付けするとH、右側だとLに設定される。写真右はハンダ付けされた様子、上からLLLHHLHL(A0―A7)に設定されていることが分かる。

 

上記基板の表部分でPT2264というICが使われている。電池は12V

 

後日購入した2チャンネルの送受信器、左は2個のキーが付いた送信器、右が12VDCリレーを2個搭載した受信器。ジャンパーピンでモーメンタリかラッチ動作が選べる。基板の右下方に押しボタンスイッチが見えるが、キー登録用の学習機能ポタンである。これを使って入力キーを登録する。

 

送信器の内部: 写真左では上からHHLHHHLH (A0-A7)にハンダでアドレスコードが設定されている。写真右では基板の表の様子が見える

 

 

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