【シーケンス制御をハード回路で実現】ラッチ回路(機械式リレー、ロジックIC:フリップ・フロップ)シミュレーション編

エレキ設計

機械式リレー・ラッチ回路の動作説明は、ここを参照
機械式リレー、ロジックICの論理演算子セルについては、ここを参照
TINA-TI回路シミュレーション方法については、ここを参照

この記事でわかること

ラッチ回路を機械式リレーとロジックICセルで作成、回路シミュレーションを実行します。
回路シミュレーション用回路、環境、結果波形を示します。
機械式リレー、ロジックIC回路 共に、入出力電圧はDC24Vとしました。
セット・リセット ラッチ動作確認をします。

本シミュレーションは、【シーケンス制御をハード回路で実現】シリーズのラッチ回路シミュレーション編として、投稿しました。
本シリーズは、他に
・機械式リレー、ロジックICセル 論理演算回路編
・回路例 編
が有ります。

回路シミュレーションの目的

機械式リレーとロジックICのラッチ動作を回路シミュレーションの結果波形で説明して、セット・リセット ラッチ回路を、機械式リレーとロジックICセルで実現します。

ラッチ・シミュレーション用回路と波形

  • 本回路は、ラッチのH/L基本動作が目的のため、抵抗値Rについては検討が必要です。
  • 保護回路については、各部品メーカーの推薦、周辺回路等の影響を考慮にして付加有無を判断します。今回、保護回路は割愛いたします。

機械式リレーの回路シミュレーション

機械式リレー ラッチの回路シミュレーション用回路(Latch)と入力電源、負荷設定を下記に示します。

A-inputの”電圧ジェネレータ”の設定

B-inputの”電圧ジェネレータ”の設定

回路シミュレーションの実行:”回路図エディタ”のメニュー⇒”解析(W)”⇒”解析…”を左クリック

上記の設定をして、実行(”OK”左クリック)

実行結果波形

実行結果波形を下記の示します。

全体は、DC24V電源で動作しています。
シミュレーションの動作速度は、[ミリ秒]単位としました。
 (実回路動作では、[秒]単位が良いと思います。)

ラッチの動作内容:
A-input=”H”パルス(セット動作)⇒ A-output=”H”保持。
Bーinput=”H”パルス(リセット動作)⇒ A-output=”L”保持。

セット・リセットラッチ動作を確認出来ました。

ロジックICセルの回路シミュレーション

ロジックICセル ラッチの回路シミュレーション用回路(Latch)と入力電源、負荷設定を下記に示します。

ラッチセルは、使用頻度が有る(セット、リセット付きD-latchセル)を採用しました。
例えば、型式:xx74HC74など
電源、入出力電圧は、DC24V、ロジックセルは電源、信号電圧DC5Vで動作しています。

電源と入出力電圧と部品は、下図の関係です。

橙色:DC24V
青色:DC5/3.3V
インターフェース部品:トランジスタ スイッチ、フォトリレー、フォトカプラを使用
インターフェース部品(トランジスタ スイッチ、フォトリレー、フォトカプラ)の出力信号をシュミットーインバーターセルに接続することを推奨します。

 

A-inputの”電圧ジェネレータ”の設定

B-inputの”電圧ジェネレータ”の設定

回路シミュレーションの実行:”回路図エディタ”のメニュー⇒”解析(W)”⇒”解析…”を左クリック

上記の設定をして、実行(”OK”左クリック)

実行結果波形

実行結果波形を下記の示します。

インターフェース部DC24V、ロジック内DC5V電源で動作しています。
インターフェース部品は、トランジスタを使用(デフォルトのSPICEライブラリー使用)
シミュレーションの動作速度は、[マイクロ秒]単位としました。

ラッチの動作内容:
D-latchは、初期設定が必要です。
A-input=”H”パルス(セット)⇒ A-output=”H”保持。
Bーinput=”H”パルス(リセット)⇒ A-output=”L”保持。

セット・リセットラッチ動作を確認出来ました。

まとめ

セット・リセットラッチの動作を、機械式リレーとロジックICセルで実現出来ました。

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