ラズパイ向けのスイッチング電源に直流電流計と10Aヒューズを取り付けて更なる安全化を目指す!(前編)

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どうも、こんにちは。T・K生です。

 今回はラズパイ向けのスイッチング電源に直流電流計と10Aのヒューズを取り付けて更なる電源まわりの安定化のための電子工作を実践した記事を書きます。

 スイッチング電源に10Aのヒューズを取り付けて電源関係の過電流を阻止して電流計で流れている電流を目視確認

 無事、スイッチング電源をラズベリーパイ本体に接続して動作させることに成功したのですが、将来的に過電流の問題が出るとラズパイ本体を破壊する可能性が出てきます。

 そこで自分の使っているスイッチング電源は5V 12Aなので10Aのヒューズを追加して、なおかつ電流監視用に10Aの針式の直流電流計を追加することにしました。

 スイッチング電源の増設のために購入した10Aヒューズと中継ぎのヒューズホルダー。DIY店で入手可能

 現在、ラズベリーパイ3をADS-B用のサーバーとして常時、動かしているのですが、約1.7Aの電流が直流で消費されています。

 前にデジタルテスターで消費電流を実測したのですが1.7Aというラズパイの消費電流は小さな割に大電流のようで常時、目視監視したほうがいいと感じるようになりました。

 公共施設やビルメンテナンスの現場で分電盤に電圧計や電流計が設置されていますが、アナログ電流計を分電盤に組み込むことで電流を24時間、目視確認ができるようになり、機器の動作の安全点検がますが、同じような目視監視の方法をラズベリーパイの電流監視のために今回、行おうと電源周辺の改良を行おうと思いました。


 直流電流計にはプラスとマイナスの極性があるので逆接続による破損に注意

 今回、ヒューズを取り付け、スイッチング電源の供給部分にDC直流電流計を接続するのですが、DC直流電流計にも極性がありますので、接続には注意しないといけません。

 DC直流電圧計にも極性があり、プラスとマイナスを逆に接続するとメーターの針が逆に動いてしまい、メーターそのものが逆接続で破損するように、DC直流電流計にもプラスとマイナスの極性があるので要注意です。


 極性を間違えないように配線に注意してスイッチング電源と接続するのですが、メーターの端子には事故防止のために丸形の圧着端子を必ず使用して、圧着工具で圧着した後に念には念を入れて60Wの半田ごてで配線を半田づけします。

 丸型の圧着端子を活用してメーターに+側の赤線を接続。この箇所は大きな電流が流れる場所なので注意。

 メーターの極性でマイナス側にはプラスチックで(-)の突起があるのでマジックペンで黒丸をつけます。黒丸が付いた側が電源ターミナルで5.2Vを分圧する側になるので注意。逆に接続するとメーターが焼き切れて破損するので慎重に配線しないといけません。

 ヒュースボックスと直流電流計を接続したら、電圧降下が生じるので再びスイッチング電源の半固定抵抗を回して電圧を5.2Vに再調整する

 極性に注意してDC直流電流計を接続したら、再びスイッチング電源の半固定抵抗を回して電圧を5.2Vに調整します。

 電圧を再調整する理由ですが、実はDC直流電圧計が内部抵抗を増加させるので電圧降下を引き起こしてしまいます。

 DC直流電流計ですがメーターは一種のコイルに近い電子部品でコイルも直流でも接続すれば内部抵抗を増加させてしまいます。

 DC直流電流計で増加した内部抵抗成分を補正するようにスイッチング電源の半固定抵抗を回転して電圧降下を補正します。

 次回は実際、スイッチング電源にメーターを接続して電流監視を実践した記事になりますのでお楽しみに。

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