メカトロニクス実習 第 2 回 レギュレータ回路の製作

メカトロニクス実習 第 2 回 レギュレータ回路の製作
概要
電子回路を動作させるためには安定した電圧の電源が必要となる。多くのコンピュータや電子
回路は 5V で動作しているし、
最近の高速のコンピュータは 3.3V 等が必要な場合もある。
しかし、
コンセントからの電灯線は交流の 100V であるし、また、バッテリ（電池）の電源電圧は消耗の
度合いや負荷の大きさ*によって変化してしまう。
ここでは、バッテリ（7-9V 程度）の出力から安定した 5V の電圧を出力する電源を製作する。
この様な電源の事をレギュレータ（Regulator=安定化回路）などと呼ぶ。また、同時にレギュレ
ータ回路が通電しているかどうかを確認するために発光ダイオード（LED）も取り付ける。
回路図
基本：回路図は、左から右へみていきます。
レギュレータ回路用部品一覧
品名
仕様
三端子レギュレータ
7805
ヒートシンク
積層セラミックコンデンサー50Ｖ 0.1μＦ　LED
赤
カーボン抵抗　1/4W 5% 200Ω
ピンヘッダ
1列6pin L字
基盤(47×36)
片面ユニバーサル基板　Ｃタイプ
ねじ
M3×10
ナット
M3
リード線
はんだ線
作成の手順
１．部品の配置、線の引き回し方を考える。
２．部品を挿入し半田付けをする。
３．テスタで通電チェックと絶縁チェックを行う。
４．チェック用基板に取り付けて出力をチェックする。
数
1
1
1
1
1
1
1
1
1
適宜
適宜
電子部品について
三端子レギュレータ
三端子レギュレータは、
電圧を安定化させるための IC です。
三端子レギュレータの型番の意味は、
はじめの２桁が出力電圧の極性、後の２桁が、電圧値を示しています。三端子レギュレータの入
力は、出力電圧よりやや高い電圧を与えます。
78XX シリーズ
79XX シリーズ
正
負
出力電圧の極性
形
端子の役割：78 シリーズと
１：入力
１：GND
79 シリーズでは、端子が異な
２：GND
２：入力
るので注意すること。
３：出力
３：出力
入力電圧と出力電圧の差は熱として放出されるので、放熱版
を取り付けます。こんな所にも伝熱が…
コンデンサ
コンデンサは電気を蓄えることのできる素子で、極性のある電解コンデンサと、極性のないもの
があります。極性のあるコンデンサの取り付けには十分気をつけてください。コンデンサの容量
の単位は、F(ファラド)です。接頭語と組み合わせて、µF や pF などの単位で表されます。
量の接頭語
µ
マイクロ
×10-6
n
ナノ
×10-9
p
ピコ
×10-12
抵抗
回路に流れる電流や電圧を調整するために用います。
小型の固定抵抗器では抵抗値と許容誤差を、
下表のようにカラーコードを用いて示します。
色
有効数字
乗数
許容誤差
覚え方
黒
0
100
－
黒いれい服
1
10
1
±1%
小林一茶
10
2
±2%
赤いにんじん
3
－
みかんはだいだい
茶
赤
2
橙
3
10
黄
4
104
－
きしけいこ
5
10
5
±0.5%
五月みどり
10
6
－
青二才のろくでなし
7
－
むらさきしきぶ
緑
青
6
紫
7
10
灰
8
108
－
ハイヤー
9
10
9
－
ホワイトクリスマス
10
-1
±5%
-2
±10%
白
金
－
銀
－
10
なし
－
－
±20%
ダイオード（発光ダイオード）
ダイオードには電流を一つの方向にしか流さない整流作用があります。また、電流を流すと発光
する発光ダイオード（LED）もあります。極性に注意して使いましょう。
はんだづけのポイント
・ ユニバーサル基板の表裏を間違えないように注意しよう。また、部品や基板は、べたべたさ
わるとはんだのなじみが悪くなるので注意しましょう。
・ 回路図をみながら、部品を基板の穴に差し込んで並べてみる。このとき極性のある部品の向
きに注意する。
・ 部品の足を折り曲げてできるだけ利用して配線をする。足りないところは、スズメッキ線を
用いて配線する。また、余分なリード線は残しておかずに切ってしまう。
・ 部品が浮いてしまわないよう注意しよう。隣り合った場所をはんだづけするときは、短絡し
てしまわないよう注意すること。
・ 回路の配線が完了したら、通電する前にもう一度チェックをする習慣をつけよう。
チェック用基板の製作
今回製作したレギュレータ、第 3 週に製作するモータドライバ、および第 4 週に製作するセンサ
をチェックする基板を製作します。実際に配線を始める前に、右の配線用パターンを利用して、
どのように配線すべきかを各自考えてください。また、モータドライバおよびセンサ用のスペー
スを十分に確保しておくこと。
回路のチェックポイント
(1) 接続の確認
半田付けが終わったら、あわてて電源を投入するまえにもう一度接続が間違っていないか、
回路図と照らし合わせて確認する。特に、極性のある部品の向きについては、十分確認しよ
う。
(2) ショートしていないか？きちんとつながっているか？
配線の確認が終わったら、テスタを用いて三端子レギュレータの足の部分などでショートし
ていないか確認しよう。テスタを抵抗測定モードに設定し三端子レギュレータの各足間の抵
抗を測定する。0 Ωになっていなければ、たぶん大丈夫だろう。あるいは、テスタを導通チ
ェックモードにして確認しても良い。
(3) 半田付けした面の処理
基板には必ずベーク足をつけ、半田付けをした面が直接机の上などにふれないようにしよう。
もし、
机の上に抵抗の足でも落ちていたら、
ショートしてしまい一瞬で回路が壊れてしまう。
余分な足なども短く切り取っておこう。
レギュレータ回路の検査
・ 電源投入前の配線チェックが終わったら、いよいよ電源の投入です。回路に問題がなければ、
試験装置に接続し、スイッチを入れると LED が点灯するはずです。
・ LED が点灯しなかったら、すぐにスイッチを切って、もう一度チェックし直しましょう。
・ 無事に LED が点灯したら、テスタで直流電圧を測定するモードにして、GND に黒をあて各
出力の電圧を測定しよう。このとき、テスタのリード棒が回路に当たってしまいショートす
ることがあるので気をつけてください。
チェック用基板のパターン