ラズパイ4にスイッチング電源を接続して電圧降下対策[中編]

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 どうも、こんにちは。T・K生です。

 今回は前回に続いてラズパイ4にスイッチング電源を接続するための講座の中編になります。

 AC100Vの結線に注意してスイッチング電源に回り込むノイズを減らす

 スイッチング電源の結線ですがAC100Vの接続にもN側とL側があります。

 N側とL側の極性が逆になるとアーズGNDの関係が逆転してしまい、ラズベリーパイ4にノイズが回り込むような現象が発生してしまいますので注意が必要です。

 スイッチング電源のAC100V側を刺すコンセントですが観察してみると長さが違っていると思います。

 長い側がN側といってGNDグラウンドでアース側になります。

 場合によってはWというマークがついている場合もあります。常時、AC100Vが流れている側はL側といってN側より短いです。スイッチング電源ですがノイズ対策のためにN側とL側の極性を調整して接続します。

 AC100Vの交流には直流電源と違って極性はないのですが、スイッチング電源でノイズ対策を考えた場合、アーズ側と電位AC100V側の電位差の関係で一種の極性が生じますのでコンセントの向きにも注意します。

 コンセントを加工してスイッチング電源に接続する際、N側はスイッチング電源のN側の端子に接続して、L側はスイッチング電源のN側に接続するためにAC100Vのコンセントを加工する際にN側に白いビニールテープを貼り白でマーキングします。

 スイッチング電源本体の電源を切るための電源スイッチは大容量の15Aの中間スイッチを選んで取り付けます。電気こたつなどに使われている大電流を扱えるようなスイッチを選んでください。適当にトグルスイッチなどを選んで使用すると発火の可能性もあります。必ず大電流を流せるAC100V専用のスイッチを選んで購入します。

 電源をON/OFFするためのスイッチング電源ですが極性というか方向がありますので注意してください。

 N側(GNDアースに通じる側・白マーキングのある方)はずっとつながっている金属板の方に接続します。L側はON/OFF側でスイッチを切る側に接続してください。AC100Vの極性が入れ替わってしまいますとスイッチング電源にノイズが回り込んでしまい、ラズベリーパイ4の動作に影響が出ることがあります。

 AC100Vの電気コードの加工が終ったら接続する前にテスターで通電チェックをします。N側の白マーキングがある側はスイッチをOFFにしてもテスターで通電しているような状態になっていることを確認してください。

 L側のON/OFFでスイッチで電源を切れる側の方はスイッチをOFFにした際には通電しない状態になっていて、ONにした状態で通電していることを確認します。

 N側とL側のショートをチェックするために絶縁していないか?も必ずテスターを活用してチェックします。特にAC100Vだけでなく、大量の電流が流れるスイッチング電源はショート(短絡)には注意してください。もし、スイッチ周囲でショートが発生した場合、火災や感電の危険性もあります。

 スイッチング電源の端子に電線を接続する際はY型端子を圧着工具で加工して半田付けをしてV+とV-の極性に注意する

 スイッチング電源の電線はターミナルに接続して動かしますが、電線を加工する際に必ず安全性のためにY型端子を購入し、Y型端子を圧着できる圧着端子で電線と端子をかしめて固定します。

 圧着端子でY型端子を固定した後に接続部分に60Wクラスの半田ごてを用いて半田づけをするとより確実に電気を流せるのでできる限り半田付けします。

 Y型端子を用いることで確実に配線をスイッチング電源に接続できるのでちょっと費用がかかりますが、安全性を考えて必ずY型端子と圧着工具を活用して配線を電気工事のようにしっかりと行います。

 スイッチング電源にY型の圧着工具を用いないでAC100Vの配線やDC5Vの配線を接続するのは思わぬトラブルの元凶になるのでやめた方がいいです。

 ふとしたはずみでネジが緩んで筐体の金属部分に接触してショートして発火や感電事故も実際におきているので必ずY型端子を接続には活用して信頼度を上げるためにY型端子と電線を半田づけします。

 スイッチング電源のAC100V側とDC 5V側の接続は次のようになります。AC100VのN側にはY型端子を接続してテスターで通電試験をした後に白のマスキングをして本体につなぎます。

 DC 5Vの出力に関してですがV+側に赤線を接続します。V-側には黒線を接続してGNDマイナス側になります。DCテスターで電圧を5.2Vに調整するように半固定抵抗を回して調整してラズベリーパイ4に接続します。

 プラスとマイナスの逆接続をしてしまうとラズベリーパイ4本体を壊してしまうので必ずデジタルテスターを活用して極性をチェックしてから接続します。

 スイッチング電源の配線に関してはちょっと慣れるまで難しい部分がありますが、ある程度、きちんと道具をそろえてショートや逆接続の危険に注意しながら実践すればそれほど難しくないので経験をつめば何とかなります。

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