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リードスイッチを使用してArduinoでリレーとAC/DC負荷を制御する

このチュートリアルでは、リードスイッチをArduinoと組み合わせて使用し、ACおよびDCの負荷の両方を制御できるリレーを操作する方法を説明します。リードスイッチは磁気センサとして機能し、磁石の近接に応じてリレーを作動させることができます。この構成は、アラームや自動点灯など、磁場の有無に基づいて機器を制御したい用途に最適です。結果として、リードスイッチの状態に応じてライトやアラームをオン/オフできる、完全に動作する回路が得られます。

このプロジェクトを構築するにあたり、リードスイッチ、リレー、Arduino を含む主要なコンポーネントについて説明します。リードスイッチには3本のピンがあり、VCC（電源）、GND（グランド）、OUTPUT（信号）です。磁石が近づくとスイッチが閉じ、信号ピンがHIGHになり、それによってリレーを動作させることができます。リレーはより高電圧の負荷を切り替えるスイッチとして機能するため、ランプやアラームのような機器の制御に適しています。

視覚的なデモンストレーションとさらなる説明のために、関連するビデオの00:00を必ずご確認ください。

ハードウェアの解説

このプロジェクトの主な構成要素はリードスイッチ、リレーモジュール、Arduinoボードです。リードスイッチは磁石が近づくと接点が閉じ、OUTPUTピンを通じて電流が流れる磁気センサーです。このピンはリレーに信号を送り、リレーは高電圧機器を安全に制御できます。

リレーモジュールは大きな負荷を制御するために設計されています。主な接続端子は三つあり、Common（COM）、Normally Open（NO）、Normally Closed（NC）です。Arduinoによってリレーが作動すると、COM端子がNO端子に接続され、接続された機器に電流が流れるようになります。この構成により、Arduinoを高電圧に直接接続することなく、さまざまな電気機器を柔軟に制御できます。リードスイッチ信号を増幅するための主な増幅器はLM393オペアンプです。

モジュールのデータシート

配線手順

システムの配線を行うには、まずリードスイッチを接続します。リードスイッチのVCCピンをArduinoの5V出力に接続し、GNDピンをArduinoのグランド（GND）ピンのいずれかに接続します。リードスイッチのOUTPUTピンはデジタルピンに接続してください2Arduino上で。これによりArduinoはリードスイッチの状態を読み取ることができます。

次に、リレーモジュールを配線します。リレーのVCCピンをArduinoの5V出力に、GNDピンをグラウンドに接続してください。リレーの入力ピンはリレーの動作を制御するもので、デジタルピンに接続する必要があります。10Arduino上で。最後に、負荷（例えば電球）をリレーの共通（Common）端子と常時開（Normally Open）端子に接続し、負荷がリレーの仕様に適合していることを確認してください。

コード例とウォークスルー

以下のコードスニペットはピンを初期化し、デバッグ用のシリアル通信を設定します。リードスイッチはピンに接続されています2、リレーはピン経由で制御される10。

int LD = 200; // time in milliseconds to wait before making another reading.

void setup() {
    Serial.begin(9600);
    pinMode(10, OUTPUT); // connected to relay
    pinMode(2, INPUT); // reed switch input pin 2  
    Serial.println("Robojax Test: Reed switch");
}

ループ関数内ではリードスイッチの状態が継続的に監視されます。スイッチが閉じている場合（磁石が存在することを示す）、リレーはオンになります。スイッチが開いている場合は、無効化する前に猶予期間を設けるために5秒の遅延の後にリレーがオフになります。

void loop() {
    if(digitalRead(2)){
      Serial.println("Switch ON "); 
      digitalWrite(10, LOW); // Turn the relay ON    
      delay(LD); 
    }else{
      delay(5000); // wait 5 seconds before turning the alarm off
      digitalWrite(10, HIGH); // Turn the relay OFF
    }
}

このコードは、リードスイッチの状態に応じてリレーを柔軟に制御できるようにします。遅延値やスイッチ入力に基づくリレーの制御方法を変更することで、タイミングや動作を調整できます。

デモンストレーション／何を期待できるか

セットアップが完了すると、リードスイッチに磁石を近づけることでリレーが作動し、接続された照明やアラームが点灯または作動します。磁石を外すと、照明は指定した遅延時間の間点灯したままになり、その後消灯してユーザーに猶予時間を与えます。リレーが期待どおりに動作し、リードスイッチに正しく反応することを確認するために、システムを必ずテストしてください。

動画のタイムスタンプ

• 00:00- プロジェクトの紹介
• 02:15- ハードウェアの説明
• 05:30- 配線の実演
• 08:45- コードウォークスルー
• 12:00- 期待される結果とトラブルシューティングのヒント

画像

Reed Switch module top view

Reed Switch Schematic

reed_switch-4

Reed Switch module

Reed Switch module top view

Reed Switch module

Arduino wiring for Reed switch module

Reed Switch module top view

Reed Switch Schematic

reed_switch-4

Reed Switch module

Reed Switch module top view

Reed Switch module

Arduino wiring for Reed switch module

++
//*
 * This is the Arduino code for a reed switch to
 * turn a relay ON, which the relay
 * can turn a light or alarm ON.
 * The reed switch is connected to pin 2.
 * The relay is connected to pin 10.
 
 * Watch the video for this code: https://www.youtube.com/watch?v=2RBFKqoauaI
 * 
 * Written by Ahmad Shamshiri for Robojax.com Video
 * Date: December 5, 2017, in Ajax, Ontario, Canada
 * Permission granted to share this code, given that this
 * note is kept with the code.
 
 * Please keep this note with the code.
 * This code is available on Robojax.com
 * 
 * This code is "AS IS" without warranty or liability. Free to be used as long as you keep this note intact.
 * This code has been downloaded from Robojax.com
    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
    it under the terms of the GNU General Public License as published by
    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
    (at your option) any later version.

    This program is distributed in the hope that it will be useful,
    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
    GNU General Public License for more details.

    You should have received a copy of the GNU General Public License
    along with this program.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
 */


 int LD = 200; // time in milliseconds to wait before making another reading.

void setup() {
    Serial.begin(9600);
    // output pins
    pinMode(10, OUTPUT);// connected to relay
         

    // input pins
    pinMode(2, INPUT);// reed switch  input pin 2  


    Serial.println("Robojax Test: Reed switch");

}

void loop() {

    // read the REED switch
    if(digitalRead(2)){
      Serial.println("Switch ON "); 
      digitalWrite(10, LOW); // Turn the relay ON    
      delay(LD); 
    }else{
      delay(5000);// wait 5 seconds before turning the alarm off
				// remove this line if you don't want any delay
      digitalWrite(10, HIGH);// Turn the relay OFF
      
    }
  




}// loop