「コネクタとソケット」についてご紹介｜「電子工作/修理/メンテナンス」

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今回は、「コネクタとソケット」についてご紹介します。

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電子回路でできたものどうしを接続するときにはコネクタを使います。コネクタは非常に種類が多く、基板どうし、基板とケーブル、パネルに取り付けるタイプのものなど色々あります。以下には工作でよく使う代表的なコネクタに限定してご紹介していきます。

基板と基板や、プリント基板とケーブルを接続するときに使うコネクタで、ピン数は1ピンから数10ピンまで各種あります。電子工作でよく使うのは、小型で安価なものです。

下図は基板どうしを接続するタイプのコネクタの例ですが、これはデュアルインラインタイプとなっていて、基板のパターン設計が楽にできるようになっています。

下図は基板とケーブルを接続するタイプのコネクタの例です。比較的細いケーブルの接続に使いますが、基板どうしを接続するケーブル用にも使います。

コンピュータと周辺機器を接続する時などによく使われるコネクタで、数10ピンの容量を持っています。下図はその中でもパソコンとの接続によく使われていたDSUBコネクタと呼ばれているコネクタです。主に左側のような9ピンのものと、中の25ピンのものがよく使われています。

DSUBコネクタは、基板用の横向きでプリント基板タイプのものと、パネル取り付け用のものがあります。

高周波信号を伝達するための専用のケーブルとして同軸ケーブルが使われます。同軸ケーブルに合うコネクタとして同軸コネクタが使われます。同軸コネクタには数種類ありますが、下図はよく使われるBNCタイプの同軸コネクタです。

ジャック側をパネルに直接取り付け、パネルそのものがグランドになるようにします。

取り付けには10mmの丸穴だけあければよいので取り付けは簡単です。しかし、プラグに同軸ケーブルを取り付ける組み立てには結構コツが必要です。

主にオーディオ用の信号の接続に使います。下記【1】がジャックでパネルに丸穴をあけてナットで固定するタイプです。

【2】はグランド側が直接パネルに接触するタイプで、通常はこちら側を使います。これに対して、計測やオーディオ用などでグランドとパネルを絶縁したいときには【1】の形のジャックを使います。

このジャックは取り付け固定部に絶縁物のスペーサが挿入されていて完全にパネルと絶縁した状態で取り付けることができます。オーディオ用ですから外部配線にはシールド線を使うのでそれに適した構造となっています。

ピンジャックとプラグの組み立て方は下図のようにします。同軸ケーブルの芯線を長めに出して、プラグの先端から出るようにしておき、編み線側をプラグの外側にはんだ付けします。その後で芯線をはんだ付けして固定します。

ステレオのオーディオ用の接続用として使います。アンプとプリアンプの間とか、アンプと入力用の機器の接続に使います。

2芯のシールド線をこれに接続します。

ジャックは切り替えスイッチも兼ねるようにできていて、プラグの抜き差しでオーディオ出力を内部とプラグ側とに切り替えることができます。スイッチの切り替えのしくみを簡単に図示すると下記のようになります。

つまり「接点AとB」はプラグが挿入されていない時には接触していて、オーディオ出力信号は内部スピーカに接続されています。

ここにプラグが挿入されると、「接点A」が押されるため、「接点B」との接触が外れ「接点A」はプラグと接触することになってオーディオ出力がプラグ側に接続されることになります。

外部からDC電源を供給する時に使います。プラグの太さが3種類あり、扱う電圧によって使い分けます。もともとの規格は、5V以下、10V以下、10V以上となっていますが、厳密ではありません。

「基板用DCジャック」は、基板のパターンにはんだ付けして固定します。

「パネル取り付け用DCジャック」はパネルに丸穴をあけて固定して使います。

プラグジャックを使うときの注意は、プラグの極性が一意に決まっていないということです。例えばACアダプタで外部から電源を供給するような場合、ACアダプタのメーカによってプラスとマイナスの接続が逆になっていることがあります。

それでも多くの場合は、プラグの内側の方がプラス、外側がマイナスとなっていますので、電子工作で使う時にはそれに統一することをオススメします。

これ以外に、プラグ側はケーブルと一体になったモールド成型品のものもあり、それを使う方がきれいにできてよいでしょう。

ICを直接基板にはんだ付けできない時や、後から何回も使いたい時、書き換え可能なメモリを使用する時には、ICソケットを使います。

このソケットを基板にはんだ付けしておけば、後からICを挿入して実装することで、基板に取り付けたのと同じようにして動作させることができます。

ICソケットの種類はICに合わせて数多くの種類がありますが、アマチュア工作では、DIPタイプが大部分です。ソケットの構造はメーカによっていろいろなものがあります。

このような固定のICソケットの他に、下図のようなレバー付きのICソケット(ゼロフォースソケット)があります。これはメモリなどの書き込み器など、もともと何回もICを抜き差しすることが前提になっているものは、特にピン数が多くなると抜き差しに力が加わるため、ICを壊してしまうことがあります。

そこでレバーを使い、レバーをオフにすれば、ICの実装には全く力が要らないようにしたものです。

ICを実装後、レバーをオンとするとピンが固定され電気的に接続されることになります。特に写真の例では、40ピンと28ピンのソケットなのですが、ピンを挿入するソケット部の幅が広くなっており、14ピンや16ピンの幅の狭いICも実装できるようになっているので、便利に使うことができます。

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