【電気工作】サーモスタットの自作方法 配線図あり、作業写真たっぷりで丁寧に説明します 

サーモスタットの自作方法を解説する記事。

 

設定した温度になると、電気が流れたり、電気が消えたり制御する回路を作成します。

対象はAC100V。

日常で使う、電化製品を制御できるようになります。

 

基板からの自作方法を、写真たっぷりで丁寧に紹介します。

 

注意

この記事は、第二種電気工事士の資格を持っている人対象です。

「資格はあるけど、実際の作業をあんまりしたことない…でも、電気回路を組んでみたい・・・」

という人に向けて、解説しました。

 

家庭用のAC100Vを使用しますから、感電・火事などにつながる恐れがあります。

十分に知識を持つ方のみ参考にしてください。

 

サーモスタットって?

温度制御をする回路・装置のこと。

例えば、以下のことが自動化できます。

 

  • 25℃を下回ったら、ヒーターのスイッチを入れる
  • 30℃を超えたら、扇風機を回すようにする

 

交流100Vの電化製品を動かせるから、発酵・燻製・ペットの飼育など…幅広いところで役に立ちます。

自動化したら、めちゃめちゃ便利だから、作ってみませんか?

 

僕が使ってる活用方法

簡単ですが、めっちゃ便利です!

 

燻製の温度管理を自動化

燻製に使う、電熱器を自動制御する。

温度、上がりすぎてない…?と心配無用になって、放置してたら完成する。

めっちゃ楽!

自作のサラミ(カルパス)の作りかた。合い挽きミンチ使用。安くて、スモーキーで、ジューシー。

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熱帯魚の夏場のファン

熱帯魚の水槽は、夏場にファンで水温を下げてます。

が、秋になると急に寒くなったりするので、ファンを止める必要があります。

でも、制御してたら勝手に止まります。安心。

 

また、追記したいと思います。

 

 

用意するもの

それでは、回路を組むのに用意するものを紹介します。

僕が用意したのは、以下のとおり。

回路を組むために用意するもの

 

写真の左から、

写真に載っていないものも使ってます。各種工具、絶縁ビニルテープなど。

教科書的に作業するなら、リングスリーブより、絶縁閉端子を用意するのが良さそう。
後ほど紹介します。

 

作り方

それでは作り方を紹介します。
僕も含めた初心者向けに、交流100V回路と、直流12V回路に分けて紹介します。

役割的には、こんなイメージでしょうか。

DC12V回路 → 基板だけを動かす

AC100V回路 → 基板を含めた、回路全体を動かす 

 

それでは、写真たっぷりで作り方を解説していきます。

 

DC12V回路の作業

まずは、DC12Vで動く部分を作っていきましょう。

 

作業1.サーモスタットを開封

まず、サーモスタットを用意しましょう。

 

▼上記のものを、Amazonで購入。1200円と割高ですが、翌日到着。

サーモスタット(SRA-12VDC-AL)

 

▼梱包からすべて出したら、3つ出てきました。

サーモスタット開封全景
  1. 説明書
  2. 基板
  3. センサー

以上、シンプルな梱包。説明書に配線箇所は書かれていますが、配線図などはありません。

 

▼大きさ的にはこんな感じ。ちなみに、手で持つと、静電気で色々と壊れる可能性があるので、真似しないことをオススメします。

サーモスタット(SRA-12VDC-AL)の大きさ

 

作業2.センサー装着

基板にセンサーを装着します。それっぽいところに刺せばOK。

▼センサーを装着しました。

サーモスタット(SRA-12VDC-AL)にセンサー装着

 

作業3.ACアダプターを取り付け

この基板はDC12Vで動く基板で、電源は別途用意する必要があります。
僕は、他の電化製品のACアダプターを使いました。

出力が12Vのものを選びましょう

 

 

基板に繋げるためには、銅線部分が見えていなければいけません。
先端をカットして、芯線を露出させます。

 

▼アダプターの先端をカット。被覆に包まれた電線2本に分かれます。

ACアダプターの電線先端を切断

▼2本の電線は、片方がプラス、もう片方がマイナスです。
マルチメーターを使って、どちらか確かめました。

プラスとマイナスを確認

 

▼電線の被覆をストリップして、内部の銅線を露出させます。
汎用の電工ペンチがあれば便利です!カッターやナイフでも代用可能。内部の銅線を傷つけないよう注意!

電線の被覆をストリップ

 

作業4.電線を基板に取り付け

プラス、マイナスを間違えないよう、線を取り付けます。

 基板の表記と対応する極性

+12V → プラス

GND → マイナス

▼プラスドライバーでネジ止めして、取り付け。強い力で回しすぎないよう注意!

極性に気を付けて、結線

▼ACアダプターを電源にさしこむと、室温が表示されました。

基板の動作確認完了

 

これで、基板の動作が確認できました。

ただし、現在は温度計と同じ。温度は分かるが、他のものを制御はできません。

続いて、以下の回路を組んでいくことで、制御ができるようになります。

 

AC100V回路の作業

作業1.配線図を作成

以下の配線図は複線図で、接続点を黒く塗っています。
電線はすべて2芯を使い、黒線=B、白線=Wの表記です。

左上のコンセントは3口の露出形コンセントを用いました。

サーモスタット(SRA-12VDC-AL)のリレー回路配線図

 

作業2.各パーツを結線して作成

全ての器具に、電線を取り付けて、最後に電線同士を接続する流れで作っていきます。

コンセントプラグなど電線を取り付けていきましょう。
ストリップ方法の詳細は、延長コードの記事にも書いてあります!

あえて厳しく書きますが、電線の取り付け方が分からない…って方は、事故防止のため、作業しない方がいいかと思います。 

 

 

▼ベター小型キャップ(コンセントプラグ オス)に取り付け

ベター小型キャップ(電源プラグ オス)に電線取り付け

▼ベター小型コードコネクタボディ(コンセントプラグ メス)に取り付け

ベター小型コードコネクタボディ(電源プラグ メス)に電線取り付け

▼基盤にも

サーモスタット(SRA-12VDC-AL)に電線取り付け

▼配線図左上のコンセントは3口の露出形コンセントを用いました。

露出形コンセントに電線取り付け

▼結線が終わったら、こんな感じです。

結線後の全体図
第二種電気工事士の試験を思い出すのではないでしょうか

 

作業3.電線の接続準備

次に、電線同士を接続します。
接続する部分をストリップしていきます。

▼外装被覆をストリップ

VCTFKの外装被覆ストリップ

▼内装被覆もストリップ

内装被覆ストリップ

 

ちなみに、ストリップした長さは以下の通り。

接続部分のストリップ長

外装被覆 → 5cm

内装被覆 → 2cm 

 

接続後にビニルテープを巻きますが、最低限の長さにしたかったため、この長さにしました。

▼ストリップ後の全体図

接続前の全体図

 

作業4.電線を接続

リングスリーブ接続としました。

▼スリーブの種類、圧着マークは、内線規程の断面積より計算。

ビニルテープで絶縁

▼ビニルテープを半分ずらしの2回以上、しっかりと巻いて、絶縁性能を確保しました。

ビニルテープで念入りに絶縁完了

▼分かりにくいですが、全体図はこのようになりました。

接続、絶縁後の全体図

 

作業5.回路の起動

作業はほぼ終了し、回路の起動に移ります。

接続の詳細

配線図右上のコンセントプラグ(オス) → AC100V 

基板のACアダプター → 配線図右側のコンセントプラグ(メス)

▼基板が起動し、室温が表示されました。

リレー回路の動作確認

▼基板上のボタンを動かして、動作温度などを設定。今回、25.0℃を超えると、露出形コンセントに通電するように設定。

25度で通電する設定

▼露出形コンセントに、LED照明をさして、実験することにしました。

通電テスト

 

 

 

センサーを体温で温めて、25℃以上にします

 

 

成功!!!LEDライトが光りました!

制御テスト成功

 

 

これで、

設定した温度を超えると、
コンセントに電気が流れる回路が組めました。

長時間のお付き合い、お疲れ様でした!

 

また、設定温度を下回ると、コンセントに電気を流す…という回路も作れます。
基板の設定ボタンから、すぐに変更可能。

 

完成後

基板などをタッパーに入れましょう。
基板の上に水滴やホコリが付着すると、ショートする可能性があります。
もし、ショートしたら、破損するかもしれませんからね・・・。

サーモスタットをタッパーに入れるイメージ図

タッパーに穴を2箇所開け、AC電源に繋ぐプラグ、露出形コンセントを外に出せば、完成です。

 

まとめ

設定した温度で、通電を制御する回路を組む方法を紹介しました。

 

  • 基板を用意しましょう
  • 組み立て方法を紹介しました
  • 配線図通りに作業しましょう
  • コンセントの通電を温度制御できるようになります
  • 設定温度を上回った場合、下回った場合もどちらも設定可能
  • 自動化、最高

 

日常で使用する電化製品を制御できるので、色々と夢が膨らみます。

僕は冬場の電気毛布とかを自動制御して、快適な睡眠環境を作っていくつもり。

後は、燻製で電熱器を制御すると、自動化できてめっちゃオススメです!

是非とも、やってみてください♪

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