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PC用エコスイッチの製作
（待機電力をゼロにしよう）

パソコンって、「PCの消費電力」で計測したように待機電力が大きいですよね。
最近の家電製品は待機電力1W以下なのがほとんどなのに、PCの省電力対策って遅れています。（動作時はかなり省電力化が進んでいますが・・）待機時に数Wも食っているのは、+5VSBラインに常時電力を供給しているためです。
これは、Wake-On-LanやPCIデバイスのために必要なのですが、この機能を使わなければ、はっきり言ってコンセントから抜いたほうが世の中の為ですよね。

1日8時間程度パソコンを使う例で言うと、1日16時間は待機電力を消費しています。
待機電力を5Wとすると、1日あたり16(H)×0.005(KW)＝0.08(KW・H)
1年だと、0.08(KW・H)×365＝29.2(KW・H)
これは電気代に換算すると、およそ700円の浪費です。
最近では、個別スイッチがついたテーブルタップとかも売っているので、これを使えば省エネになりますが、テーブルタップのスイッチを入れて、かつパソコンのスイッチを入れるのって面倒じゃありませんか？（少なくとも、面倒くさがりな私には重荷です）
こそで不精な私は、通常時完全OFF状態で、スイッチ一発でPCを起動できないか・・、思いついた回路を試作しましたので、紹介させていただきます。

図１．エコスイッチブロック図

図１．にて、スイッチを入れるとリレーがONになりPCへ通電して、数秒後PCのパワースイッチ（マザーボード上のPWR-BTN）をONにしてPCを起動します。
PCが起動すればスイッチをOFFにしても、電流検出でリレー自己保持させたままにします。
PCをシャットダウンして電流が流れなくなれば、電流検出回路がリレーをOFFにして、PCへの電力供給をカットします。

図２．回路図

当初、ラッチングリレーを使う予定でしたが、ラッチングを切る場合もコイルに電流を流さなくてはなりません。
すると、PCの電流感知のため、何がしかの回路に電力を供給しつづけなければならない為、今回の趣旨に反します。（コンデンサにチャージしておいて、その電力を使うという方法も考えられますが・・）
そこで、今回はPhoto-MOSリレー＋メカニカルリレー(AC100V用)という組み合わせで自己保持を実現しました。
SSRにすれば？と、言う意見もありますが、MagicEyeでは2A以上のSSRを持っていないので・・
ここで、Photo-MOSリレーを駆動するための電力をどうするか、という問題に突き当たります。
単純に抵抗を接続して、LED駆動用に2Vほどの電圧降下を起こさせると、100VAの負荷の時、抵抗で2Wも消費されます。（かなりの発熱）
幸い、電力ラインはACなので、カレントトランスが使えそうなので、その2次側の電力で直接Photo-MOSリレーのLEDを駆動するという暴挙に出ました。

●　カレントトランスの製作


図３．ET-23の絶縁テープを剥がして0.8PEWを10回ほど巻いた	図４．さらに上から紙テープ（塗装用マスキングテープ）で保護

表１．1次側巻数・負荷と2次側(CT基準)電力の関係(ST-23の場合)

負荷	1次側巻数
	5回		10回
	開放電圧	ショート電流	開放電圧	ショート電流
40W白熱灯	3.17V	1.54mA	5.06V	3.08mA
60W白熱灯	-	-	6.26V	4.62mA

しかし、適当なカレントトランスが見つかりません。（しかも高価！）
よって、カレントトランスを自作することにしました。
釘とエナメル線で電磁石を作って、その上からさらに太いPEWを巻いたりしたのですが、目的の2Vが出ません。
ジャンク箱を漁っていたら、中学生のころ買ったインプットトランスST-21が見つかったので、鉄心とコイルの隙間に0.8のPEWを10回ほど巻いたら2次側に2Vほど（閉回路で4mAほど）出たので、これはいける！と思い、共立電子でET-23（おそらくST-23互換のmade in China？）を買って作ってみました。
(なぜST-23にしたかと言うと、巻数比が1:1なので、もし2次側だけで電力が足らない場合、1次側とCT全波整流を組みやすいため)
もっと鉄心とコイルの隙間があれば分解しないですんだのですが・・。
こんなので、大丈夫か？と思うかも知れませんが、とりあえず0.4A以上でPhoto-Mosリレーが駆動できればいいし、絶縁もPhoto-MOSリレーが担うので、あまり気にする必要もありません。
Athlon64 X2 3800の場合、60W程度（電源力率が80%程度なので、皮相電力80VA）なので、10回にしました。（すごいアバウト）

●　遅延パルス発生部分

とりあえず、HC123のワンショット機能を利用。
マザーボードのPWR-BTNへは、フォトカプラで絶縁。そのためマザーボードのPWR-BTNの極性をあわす必要があります。（通常はマニュアルに書いてある）

●　ロジック電源

なるべく、本回路も待機電力ゼロにしたいので、リレーを駆動した時の電流（5mAほど）を横取りします。
ツェナーとダイオードで半波整流＋定電圧化を兼用し、フォトカプラを駆動した時の電圧降下で、HC123が誤動作しないように2系統のDCを得ています。

とりあえず、図２の回路で試作して実験しました。


図５．完成した試作基板	図６．PCに取り付けて実験してみました

なんとか動作しました。)^o^(
使い方はいたって簡単で、プッシュSW（今回はPCの電源SW）を押すと、リレーが「カチッ」と鳴るので、しばらくしてPCの電源が入るまで押しつづけます。
この時間は、R2で調整します。回路図では330Kになっていますが、実際は150～200Kくらいがいいと思います。
ちなみに、PCの電源が入る前に手を離したら、リレーがOFFに戻ってしまいます。
シャットダウンも正常です。但し、PCの消費電力が約10W以下になるとリレーの自己保持が解除されるので、S3のサスペンドは禁止しておきます。

ただ、PCの電源を落としたら、即効でリレーもOFFになるので、ちょっと心臓に悪いかも
C3(2.2uF)の値をもっと大きくすれば、PCをシャットダウンしてからしばらくしてリレーもOFFになると思います。このままで使用するのは大変危険なので、いずれケースを買って収納する予定です。
起動ボタンには100Vが直接来ているので、ケースのSWへ配線するのはまずいですね。この辺も改良してみます

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	Last Update : 2008/06/07