ラズパイで4chリレーモジュール(5V)を動かしてみる。

 WOLに対応していない自作PCの電源をラズパイで制御したいと思い試行錯誤していたところ、リレーを使えばなんとかなりそうな事が分かったため、早速購入してみました。

 説明書はついていないのですが、なんとか動かせたので記事にします。

4チャンネル5Vリレーモジュール

 2018/9/3現在primeで¥435でした。Prime以外だと中国からの配送になるのでいつ届くか分かりません。一週間~二週間ぐらいはかかるようなので注意しましょう。

外観

  製品はこのような感じです。リレーはJQC3F-05VDC-Cという型番でした。仕様はこちらのHPにありました。

制御するためのピン

左から

  • GND
  • IN1
  • IN2
  • IN3
  • IN4
  • VCC

と6本並んでいます。

 また、アイソレーション設定用のピンがあります。JD-VCCとVCCと書かれているところで、購入時はジャンパピン(黄色)でショートされています。

LEDでテストしてみる。

LEDを4つ制御する回路を作成してテストを行いました。

配線する

NC,NOの動作も確認したかったので、IN1とIN2はNC、IN3とIN4はNOで接続しました。

※NC、NOとは
通常時(リレーが作動していない時)の振る舞いを示します。
NCはNormal Close:リレーが作動していない時は回路が閉じた状態
NOはNormal Open:リレーが作動していない時は回路が開いた状態
となります。

下記のように配線します。(Fritzingに4CHリレーモジュールのパーツがなかったので簡略化しています。)

★リレーモジュールとラズパイの接続

  • GND:GND(PIN6)
  • IN1:GPIO4(PIN7)
  • IN2:GPIO17(PIN11)
  • IN3:GPIO27(PIN13)
  • IN4:GPIO22(PIN15)
  • VCC:5V(PIN2)

実際に配線してみた様子

ブレッドボード用の電源をONにする

 ブレッドボード用の電源をONにすると、IN1・IN2は点灯、IN3・IN4は消灯となります。

GPIOの電圧をLOWにする

 GPIOをLOWにするとリレーをONすることができます。4つの端子を全部LOWにするとIN1とIN2は消灯、IN3とIN4は点灯します。

★リレーが作動する際に、リレーモジュール基板の赤色LEDが点灯します。

制御用のサンプルプログラム(Python)

5秒おきに4ch全部のON、OFFを繰り返すサンプルです。終了はCrtl+Cを押してください。

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-

import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
# GPIOの接続先を指定する。
channel1 = 4    # IN1
channel2 = 17   # IN2
channel3 = 27   # IN3
channel4 = 22   # IN4

channels = [ channel1, channel2, channel3, channel4]
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setup(channels, GPIO.OUT)

try:
    while True:
        GPIO.output(channels, GPIO.HIGH)
        sleep(5)
        GPIO.output(channels, GPIO.LOW)
        sleep(5)
except KeyboardInterrupt:
    pass
finally:
    GPIO.cleanup()

動作している様子

 このような感じで交互に切り替わります。

今回の記事で用意したもの

Raspberry Pi Zero WH コンプリートスターターキット

3Bや3B+でも動きます。

初心者向けの学習キット

キットから以下のものを使用します。

  • LED 4本
  • 1kΩの抵抗 4本
  • ブレッドボード
  • ブレッドボード用の電源
  • ジャンパワイヤ メスーメス 6本
  • ジャンパワイヤ オスーオス 8本

9VのACアダプタ

ブレッドボード用電源を動かすために必要です。

4チャンネル5Vリレーモジュール

 2018/9/3現在primeで¥435でした。Prime以外だと中国からの配送になるのでいつ届くか分かりません。一週間~二週間ぐらいはかかるようなので注意しましょう。

アイソレーションについて

  JD-VCCとVCCのジャンパピンが気になったので調べてみたところアイソレーション(分離、絶縁)を設定するために使うようです。今回購入したリレーモジュールにはフォトカプラが有り、それを有効にできるようです。また、3.3VのESP32やESP8266(ESP-WROOM-02)などで使う場合もアイソレーションを使います。

アイソレーションとは?高周波リレーの用語について – 制御機器知恵袋 – パナソニック

接続するためには5Vの別電源が必要です。

配線図

 ジャンパピンを外し、JD-VCCに5Vを接続します。GNDは共通で、下記のようになります。

ケース

 専用ではありませんがダイソーに大きさが丁度よいものがありました。冷蔵庫をスッキリ整頓miniパックです。

おわりに

 これでラズパイから、他の回路を制御できるようになりました。まずはPCの電源スイッチをコントロールしてみようと思います。

 成功したら別記事で紹介します。

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