ダブルスローリレー解説：仕組み、回路図、実用的な応用

リレーは、ArduinoやRaspberry Piなどのボードとインターフェースしてデバイスを制御するために不可欠な部品です。高電流制御回路を電子システムから排除できるため、非常に有用です。電気機械的または電気的な制御回路を扱うプロジェクトでは、ダブルスローリレー（双投リレー）が必須となります。しかし、リレーには多くの種類があるため、最適なものを選ぶのは少し難しいかもしれません。幸い、専門家があなたの制御プロジェクトをサポートします。まずは、ダブルスローリレーについて詳しく学びましょう。

極（ポール）と投（スロー）

図1：電子リレー

極（ポール）とは、リレーが制御する回路の数を指します。一方、投（スロー）はアクチュエータの極端な位置、つまり各リレー極が持てる接続の数を意味します。

例えば、単極スイッチは1つの電気回路を制御し、双極スイッチは2つの独立した回路を制御します。逆に、単投スイッチは1つの位置で回路を閉じますが、双投スイッチは2つの位置で制御します。

では、以下の用語を定義しましょう。

単極単投 (SPST)

SPSTスイッチは1つの入力端子と1つの出力端子を持ち、ONまたはOFFのいずれかに接続されます。コイル用の2端子を含めると、このスイッチは4端子になります。

単極双投 (SPDT)

SPDTスイッチは3つの端子を持ち、2つの出力端子のいずれかに接続します。コイル用の2端子を含めると、5端子になります。

双極単投 (DPST)

DPSTは4つの異なる端子を持つスイッチ、または2つのSPSTスイッチが連動して作動するものです。コイル用の2端子を含めると、6端子になります。

双極双投 (DPDT)

DPDTスイッチは、2列の切り替え端子を持ち、2つのSPDTスイッチに相当します。コイル用の2端子を含めると、8端子になります。

単極双投 (SPDT) リレー

特徴

• SPDTリレー
• 高切替電流
• 常時閉 (NC) リレー

回路図

図2：単極双投リレーの回路図

単極双投リレーの動作原理

SPDTリレーの内部構成は、1つの制御入力端子が2つの出力を制御します。したがって、5つの端子を持ちます：2つのリレー接点、1つは極用、2つは投用です。

理解を深めるために、第1出力端子を「出力1」、第2を「出力2」と呼びます。通常位置（OFFとします）では、片方の出力が接続され、もう片方は切断されています。リレーを励磁（コイル電圧を印加）すると、回路内の電力流動により接続されていた端子が切断されます。

その結果、入力端子がもう片方の出力端子に接続され、回路が励磁されます。リレーコイルが非励磁のとき、一方の端子は常時閉 (NC)、もう一方は常時開 (NO) 状態です。

用途

Arduinoでの使用

Arduinoで使用するには、常時開スイッチであるGrove-SPDT 30Aリレーモジュールが必要です。駐車場照明、ファンなどの大電流デバイスを制御できます。

Raspberry Piでの使用

• このセットアップには、Raspberry PiとGrovePiまたはGrovePi+が必要です。
• 開発環境の設定が完了していること。
• Groveケーブルを使ってセンサーをGrovePiのソケットD4に接続します。
• デモのディレクトリに移動： cd your path/GrovePi/Software/Python/
• コードを表示： nano grove_spdt_relay.py # 「Ctrl+x」で終了 #

• デモを実行： Sudo python grove_spdt_relay.py

双極双投 (DPDT) リレー

DPDT回路図

図3：双極双投リレーのシンボル

動作原理

DPDTリレーは、2つの入力に対応する4つの出力を持ちます。さらに、両入力は互いに絶縁され、両出力ペアも絶縁されています。各入力端子は常時閉端子（1.1）に接続され、もう一方の端子（1.2）は常時開です。

同様に、第2入力端子は常時閉端子（2.1）に接続され、もう一方の端子（2.2）は常時開です。

用途

DPDTリレーでモータの回転方向を切り替え

図4：DPDTリレーでモータの回転方向を変更

回路図1からわかるように、電源には正極（T1）と負極（T2）があります。電源OFF時、T1は接点1（および4）に、T2は端子2（および3）に接続されています。この状態ではモータは時計回りに回転します。リレーをONにすると、T1が端子2（および3）に、T2が端子4（および1）に接続され、モータは反時計回りに回転します。

DPDTスイッチで2つの異なる負荷を切り替え

図5：DPDTスイッチで2つの異なる負荷を切り替え

ON/OFFの代わりに、同じ回路で2つの異なる負荷を駆動できます。ここでは、モータかファンのいずれかをONにできますが、両方同時にONにはできません。

リレーコイルが非励磁のとき、ファンがONで緑色LEDが点灯します。逆にリレーが励磁されると、赤色LEDが点灯し、モータがONになります。

結論

他の制御回路やデバイスと異なり、リレーは実装が簡単で、安価、耐久性があり、信頼性が高いです。小型リモートスイッチングから高電力制御回路まで幅広く使用できます。

ただし、まずその定格と自分の回路との互換性を確認する必要があります。リレーや関連回路についてさらに詳しく知りたい場合は、お気軽にお問い合わせください。