【授業☆しょ~かい】『ゴキブリ検出回路Ⅱ』とLTCの『制御回路』を設計したよ! 電子技術科(都留キャンパス)No.215

2020年06月17日

こんにちは。あんどくんです 。
電子技術科をPRしているよ ☆彡
みんな、令和2年もリアルに応援よろしくね ( `・ω・´)ノ
産短大は前期授業がスタートして、今週で3週目だよ。今日、令和2年6月12日(金)は、1,2限に2年生の『デジタル回路実験Ⅱ』に、4限に2年生の『電子回路設計』におじゃましたんだよ。

 

1,2限におじゃました2年生の『デジタル回路実験Ⅱ』では、超小型PC『マイコン』のハードウェア (電子回路) について理解するために、これを構成する基本的な回路の動作について学んでいるんだよ。

今回は、エサの『ホウ酸だんご』につられて、ゴキブリが『ゴキブリホイホイ』の外から中に入るとLEDが点灯して、中から外に逃げ出すとLEDが消灯する『ゴキブリ検出回路Ⅱ』を設計したんだ。

 

この動作を実現するためには、下の回路のように『JK-FF (フリップフロップ) 』の『反転動作』を使えばいいんだよ!
ゴキブリが『ゴキブリホイホイ』の入口に仕掛けられた『赤外線センサ』を横切ると『赤外線センサ』の出力信号が 5V から 0V に立ち下がるんだ。この立ち下りのタイミングで『JK-FF』の出力信号が『反転』するから、LEDも点灯と消灯が『反転』するんだよ。

 

さっそく、この回路をブレッドボード上に組立てたんだけど・・・
うまく動作しないんだよ!

 

どうしてかというと、ゴキブリが『赤外線センサ』を横切るとき、ゴキブリの触角やからだの振動で『赤外線センサ』の出力信号が5Vと0Vの間を何度も振動するんだよ。なので『JK-FF』の出力信号が何度も『反転』して、回路が誤動作しちゃうんだよ。

 

赤外線センサ』の出力信号で、振動する部分を『チャタリング』っていうんだ。『チャタリング』を取り除くには、下の写真の『シュミットトリガ』を使えばいいんだよ。
ここじゃあ省略するけど、授業では『シュミットトリガ』の動作原理を詳しく学んだんだよ。

 

つぎに『シュミットトリガ』の効果を検証するために、下のブロック図の回路を設計したんだよ。

 

回路設計図』をもとに、ブレッドボード上に回路を組み立てて動かしてみると・・・

 

赤外線センサ』の出力に『シュミットトリガ』を入れて、ゴキブリの代わりにシャーペンの先っぽで『赤外線センサ』を横切ってみると・・・
シャーペンの先っぽが『赤外線センサ』を横切るたびに、LEDが点灯と消灯が『反転』したよ。これで回路が正常に動作することが検証できたね。

シュミットトリガ』って『すぐれもん』なんだよ! デジタル信号からノイズを取り除くときにも使われるんだ。

 

4限の時間は2年生の『電子回路設計』におじゃましたんだ。
この授業では『LTC (ライントレースカー) 』っていう、白い紙面上の黒いラインに沿って自動で走行する『模型自動車』を設計しながら、電子回路の設計方法について学んでいるんだよ。

この授業は、二つ実験室をオンライン接続してやっているんだよ。

 

土橋 准教授が、設計中の『LTC』の構成をブロック図で説明したんだよ。

 

車体の左右に取り付けた、2コの『赤外線センサ』からの信号に応じて、左右の『モータ』を、それぞれ回転させたり、停止させたりすることで、『LTC』が 黒いラインに沿って走行するんだよ。

 

また、設計する『LTC』では、『速度調整回路』を搭載することで、モータの回転速度を変えることができるんだよ。さらに『自動ブレーキ回路』を搭載していて、前方に障害物があるときには、『LTC』が緊急停止するんだよ。

 

学生は土橋 准教授の説明を聴きながらメモをとっていたよ。

 

今回は『LTC』の心臓部にあたる『制御回路』を設計したんだよ。
設計する『LTC』では、黒いラインに沿って走行中に、万が一、コースアウトしても、自己復帰する機能が搭載されているんだよ。それを実現しているのが『RS-FF (フリップフロップ)』だよ。でもね『RS-FF』には『禁止』の動作があるんで、『RS-FF』をそのまんま使うことができないんだよ。なので『RS-FF』の前後に『インターフェース回路』を入れて対処したんだ。

 

このあとも『制御回路』の設計が続いたんだよ・・・

時間なんでこの辺で・・・
電車で帰るよ≡3

 

みんな、今日も1日おつかれさま☆彡
電子技術科 (都留キャンパス)では、ほぼ毎日、『回路設計図』を描いて、電子回路を組み立てているんだよ!
今日も『産短大の毎日』をみてくれてありがとう!
また、明日からがんばろっ٩( ‘ω’ )و

それじゃ≡3 ≡3 ≡3

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