付録 A アナログコンピュータ回路図 本編で紹介したアナログコンビュータの各ュニットの回路図を、付録として添付します。 ・初期値も入れられる積分器ュニット デコーダュニット 加減算器ュニット アナログスイッチュニット コンノ、レータユニット 制御回路ュニット マザーボード・電源ボード
アナログコンピュータ回路図 付録 A A —VIII A. 6 マザーポード ユニットエリア プしッドボードエリア 制御信号バス VEE 亠工 電題入力 電源分配 い ) 回路図 ートをーイ いみをい新い (b) 写真 図 A. 7 マザーボード
付録 A アナログコンヒ。ュータ回路図 A ー VI ータ回路図 コン / ヾレ A 4 CN 1 Vou 【 VCC VCC 10k CN2 LM311 GND VEE ロジックレベル変換 JP1-JP2:VCC-VEE JP2-JP3:VCC-GND VCC VEE GND CN4 VEE CN3 (a) 回路図 (b) 写真 図 A. 5 コンノヾレータユー ーット
付録 A アナログコンピュータ回路図 A ー IV A. 2 アナログスイッチ回路図 Y.COM Z.COM UI CN 1 14 っ 4 っつ」 -1 - ) っノ -0 っ′ 0 1 0 1 0 1 u 」 CN2 15 0 -1 0 -1 ・ 1 0 4- 1 1 ••O 41 っ ~ っ SWI SW2 CN3 RI R2 10k 10k VCC GND VEE CN 4 (a) 回路図 (b) 写真 図 A. 3 アナログスイッチュニット
付録 A アナログコンピュータ回路図 A ーⅡ A ユ初期値も入れられる積分器 基本的に A. 1.1 項の積分器は A. 1.2 のデコーダとセットで使います。 A. 1.1 積分器回路図 R3 U2 4053 CI 10u U2 4053 VRI 100k RI lk NI #14 UI LM358 R2 51k 4053 UI LM358 CN2 CN3 CN4 UI LM358 (a) 回路図 3 (b) 写真 図 A. 1 初期値も入れられる積分器
111 目次 まえがき イントロダクション 第 1 章 月リ前々回のおさらい 前々回のおさらい 1.2 前回のおさらい 1.3 1 .4 そして今回・ 第 2 章 テニスゲームを作ろう ! 2.1 基本設計 2.2 テニスゲームを作るには何が必要か ? 2.3 ボールの運動方程式について考えてみた 跳ねるボールのシーケンスを考えてみた 2.4 第 3 章 テニスゲームを設計しよう ~ 横方向編 ~ 3.1 横方向の運動方程式を考えてみよう 「ボールを打ち返す」を考える 3.2 3.3 実験 . おわりに 第 4 章 参考文献 あとがき アナログコンビュータ回路図 付録 A 初期値も入れられる積分器 . A. 1 A. 2 アナログスイッチ回路図 A. 3 加減算回路回路図 ータ回路図 A. 4 コンノヾレ 制御回路 A. 5 マザーボード . A. 6 A. 7 電源回路 一 1 1 1 ワ」っ ( おさらい ) っつひつっ 6 1 1 1 1 21 23 25 A ーⅡ A ー IV A ー V A ー VI A ー VII A ー VIII A ー IX
25 あとがき さて、毎度のごとくギリギリであとがきを書いている AKIBAJIN です。 夏休みの宿題は、最後の 3 日で終わらせるのです ! ( なんというダメ人間・・ 今回で完結させようと思いましたが、いかんせん実験がそこまで追いつかなかったので、『ラ リー編』の製本時に完結版として″方向の回路を合体させてテニスゲームとして完成させようと 思います。 って言ってますが、それってギリギリまで本を書いていられなくなるという・・・ ( 普段から書け 今回も基板加工機をフル稼働させて、各ュニットとマザーボード Ver. 2 まで作りました ( ュニッ トの写真は付録ページに添付しました ) 。マザーボードに至っては、 2 時間かかる大作です。 基板は仕事から帰ってから少しずっ掘っていましたが、家に帰るのはデフォルトで 22 時ぐらい になるので、セッティングしてから掘り出して・・・となると、毎日深夜 1 時過ぎに寝る日々がつづ きました w 。 まあ、掘っている間は、完成までのワクワク感がストレス発散になってますか良いのかなあ ? w 。 と思い立って、帰りの電車の中で基板設計をし、夜中にガリガリ掘って、次の日持ってくるとい あと、基板加工機で作った基板をついに本職に持ち出すようになってきました。 に「〇〇君、この治具基板作っといて」と頼まれる無茶振りがここ数ヶ月あったので、アタマに来 なるべく分別をつけるため使わないようにしていたのですが、ただでさえー人で一杯一杯なの うことをしていました。 「そのくらいの基板、家で作ったるわ ! ! ! 」 て そうは言っても、先月仕事で出張した先で、試験場の方と「この基板手作りなんですか ? 、私も もちろん ( ? ) 、会社の人には基板加工機を持ってるなんてことはナイショです www 。 ただ、周りからの反応があんまりないのでちょっと悔しい どうぞ ! 、基板製作は神田部品にご用命ください ( 笑 ) ! ! こういうのが趣味で ( ry 。キレイに出来てますねえこの基板」っと話が弾んでました。
14 第 3 章 SW アニスゲームを設計しよう ~ 横方向編 ~ VB 図 3.2 打ち返す度に方向が切り替わる回路原理図 とでボールを打ち返す。 ( 1 ) プレーヤーは打ち返す速度をポテンションメータで変え、あるタイミングでボタンを押すこ ます。 こで打ち返すという動作をさせるために、欲しい制御回路として、以下のことがあげられ 3.2.2 シーケンシャルな事を考えてみる を、積分器の入力を GND (O[V]) にします ( 図 3.3 ) 。この時、積分器の時定数を早めておき、値 て使うことができます。そこで、図 3.2 の入力、それぞれに積分器を追加し、初期値入力に速度 ジ以降に添付 ) 、初期設定モードと保持モードのみを使えば、サンプルホールド回路そのものとし ルド回路が必要になってきます。前回、前々回から使っている積分器ですが ( 回路図は付録ペー す。 ( 2 ) の機能が実現するように、ボタンを押した瞬間の速度情報を保持させておくサンプルホー 路のままでは、積分器の入力に与える速度を変化させてしまうと、移動速度も変わってしまいま 決め、ボタンを押すことで、積分器に与える速度を変えられるようにします。この時、図 3.2 の回 ( 1 ) について、操作方法としては基本方針で述べた通り、ポテンションメータで打ち返す速度を 横方向の運動をシミュレートする回路 これらを実現する回路について考察してみます。 ( 3 ) 相手が打ち返すまで自分が打ち返せないようインタロックをかける。 ( 2 ) ボタンを押した瞬間、ポテンションメータで与えられた速度情報を保持する。 図 3.4 の状態遷移図を基に考えてみます。 むようになるシーケンスとします。 て考えてみます。話を簡単にするため、プレーヤー A が必ずサープし、ボールが画面右方向に進 横方向の運動をシミュレートする回路の基本形が完成したところで、いよいよ制御回路につい 状態遷移図を描いて考えてみる がすぐ反映されるようにします。 初期値入力やサープ権の初期設定後、プレーヤー A の操作 ( ショットボタン押すこと ) によっ ます。 器、スイッチ ) の状態、矢印の上に書かれている補足は次の状態に移るための条件が書かれてい 丸で囲まれている文字は状態を表し、四角い吹き出しで囲まれている文字は各ュニット ( 積分
16 区 Q 第 3 章 演算プロック切り替え ( インタロック機能付き ) ープレーヤー A ショット入力 ショット入力 サーブ権の切り替え アニスゲームを設計しよう 13 U2 4013 U3 演算回路へ プロック B の 初期状態設定 演算回路へ プロック A の ~ 横方向編 ~ UI 4013 図 3.5 横方向の運動のシーケンス回路原理図 4013 の真理値表 (TC4013BP 東芝製のデータシートより抜粋 ) 表 3.1 ※ただし、 R 0 0 —:D011't care 、 S 0 0 D CL Qn + 1 0 1 ↑ : 立ち上がりエッジ、 Qn + 1 ↓ : 立ち下がりエッジの意味。 そして、プレーヤーにサープ権を与えるために、 UI を用意します。各プレーヤーのショットボ 使う IC の種類を節約します。図 3.6 に NAND ゲートと D-FF のみで再構築した制御回路を示し ますが、 AND ゲートと OR ゲートで構成された組み合わせ回路を NAND ゲートのみで構成し、 図 3.5 の回路には、 AND ゲート、 OR ゲート、 D ー FF の 3 つのロジック回路が必要になってき U2 , U3 にクロック信号を入力できるようにします。 タンの入力は、 UI の出力との論理積 (AND) を取ることで、サープ権があるプレーヤーのみが 3.3 実験 ます。 ェ方向の運動をシミュレートする回路を実際に動かしてみます。