はじめまして
最近ラズベリーパイに興味を持ち始めました。
すいません。教えてほしいのですが、無人販売の回路を作ろうと思っています。
ラズベリーパイの基板の種類にもよると思いますが、8chリレーぐらいまで制御するようなものは
見受けられるのですが、24個ものリレーを制御するには、ラズベリーパイの基板の出力端子が足りないような気がします。
何か違う出力回路を間に入れて制御しないといけないのでしょうか?
その辺の流れが分からないので、こんな出力基板や回路があるという情報がありましたら教え頂けると助かります。
よろしくお願いします。

リレー モジュールを Raspberry PI (または Pico) で使用しようとした多くの人は、動作させるのに苦労し、直感に反する結果になることが多々あります。たとえば、オフとしてプログラムしているのに常にオンになり、モジュールではなくソフトウェアを疑うなどです。主な理由は、これらのモジュールが 5V 信号を使用する制御システム (Arduino など) で動作するように設計されており、これらのモジュールの設計者は、モジュールを 3.3V 信号で使用しようとした場合に何が起こるかを考慮しておらず、これらのモジュールの販売者も気にしていないことです。
このようなモジュールの一般的な回路図を見てみましょう:

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このモジュールにはオプトアイソレータ (U1) が含まれており、コイル (リレー コイル) を流れる電流が突然強制的にオフになったときに発生する可能性のある危険な電圧を防ぐのに最適です。これにより、電流の流れと反対方向に非常に大きな電圧 (EMF 電圧と呼ばれ、数百ボルトになることがあります) が発生します。この電圧は通常、「スナバ」、「フライバック」、または「逆 EMF」ダイオードに消散 (短絡) されますが、このダイオードが故障すると、トランジスタが破壊され、高電圧がトランジスタのベース (R2 上) に達する可能性があり、オプトアイソレータが取り付けられていないコントローラが破壊される可能性があります。

上記の回路図の場合、リレー制御回路は「アクティブ ロー」になるように配線されています。つまり、低電圧 (左側のコネクタ ブロックのピン 2 にあるリレー制御電源電圧と比較して) によって U1 の LED が点灯し、R2 に電流が流れ、U1 のフォト トランジスタが導通状態になり、トランジスタ Q1 が開いてリレー コイルに電力が供給されます。

ただし、この設計には問題があります。
通常、オプトアイソレータはピン 2 の 5V (およびピン 1 の GND) で電源が供給され、IN0 入力は 0V (GND) または 5V になることが予想されます。

接地すると、両方の LED に電流が流れ、リレー コイルに電源が供給されます。IN0 入力に 5V が供給されると、R1-LED_of_U1-緑色 LED ストリングに電圧がかからず、両方の LED がオフになります。

ただし、IN0 ピンに 3V3 を供給した場合、これは当てはまりません。両方の LED に 5V-3.3V = 1.7 ボルトがまだ存在するため、小さな電流がまだ流れ、おそらく U1 の LED を薄暗く点灯し、フォト トランジスタを点灯して小さな電流が R2 に流れ、リレー コイルはリレー アーマチュア (磁場に引き寄せられる金属板) を引き込み続けるのに十分なエネルギーを得るため、リレーは通電状態を維持する可能性があります。リレーが磁化してアーマチュアが動かなくなるほどにするには、アーマチュアを引き込むのに必要なエネルギーよりも、リレーに必要なエネルギーの方がはるかに少ないです。

IN0 GPIO を高抵抗になるようにプログラムしてリレーをオフにすることもできますが、この方法の欠点は、GPIO に 4V を超える電圧が発生する可能性があることです。PI (または程度は低いですが Pico) の GPIO は 5V に耐えられないため、恐ろしい「ラッチアップ」現象が発生する可能性があります。何が起こるかについては、https://en.wikipedia.org/wiki/Latch-up を参照してください。おそらく、2 つのダイオード (LED) が実際にはラッチアップを防ぐ可能性があるので、うまくいくかもしれませんが、結果は異なる可能性があります。

この問題の明らかな解決策は、左側のコネクタ ブロックのピン 2 (VCC) の電圧を 3.3V に下げることですが (ただし、ピン 3 にはリレー用に 5V または 12V を残しておく)、そうすると別の問題に気付くでしょう。緑色 LED 用の追加の抵抗器の必要性 (価格) を抑えるために、これらのモジュールの設計者は、2 つの LED (緑色の信号 LED とオプトアイソレータ内の LED) を単純に直列に接続しました。しかし、これは、2 つのダイオード (LED はダイオードです) の順方向電圧の合計よりも大きい電圧がなければ、それらに何らかの量の電流を流すことができないことを意味します。つまり (赤から緑までの色の LED の一般的な順方向電圧は約 2 ボルト)、2 x 2 = 4 ボルトよりも大きい電圧が必要になるため、3.3 ボルトでは 2 つの LED を点灯させるのに十分ではありません。ただし、これは常に当てはまるわけではありません。オントアイソレータで使用される LED は赤外線を使用しているため、順方向電圧が低く (1.2V の範囲) なる場合があります。アイソレータのデータシートを確認するか、単に 0V と 3V3 を入力に接続して、リレーが正常に動作するかどうかを確認してください。

これにより、これらのリレー モジュールは、ラズベリー PI などの 3.3V ベースのシステムで使用するのが非常に難しくなります。

この問題は、これらのデバイスの販売者 (特に e-bay) が、購入できるリレー モジュールの回路図をほとんど見せないことによって悪化します。オントアイソレータのデータシートは言うまでもありません。

1 つの解決策は、ピン 2 を 3.3V のままにして、インジケータ LED をショートすることですが、それにははんだ付けが必要です (ちなみに、電子技術者を自称する人なら誰でも欠かせないスキルであり、見た目ほど難しくはありません。使用中にはんだごての金属に触れないように注意してください)。

最善の解決策は、ピン2の電圧を5Vに保ち、別の

大変丁寧な図解りのお返事ありがとうございました。
リレーユニットというのは、扱いが難しい物なのですね。
リレー回路の接続数に関しては、機種にもよりますが
20個以上付くみたいです。
あと12Cというインターフェイスを使えば、もっと増やせるようですので
何を使えばいいか方向性が見えてきました。
お返事ありがとうございました。 :D