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検索対象: 技術部なら分かるアナログコンピュータ 4 ~ ラリー編 ~
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1. 技術部なら分かるアナログコンピュータ 4 ~ ラリー編 ~

6 第 2 章テニスゲームを作ろう ! ( 3 ) ポールを打ち返す ( 1 ) サーブを打ち込む 0 図 2.1 テニスゲームを作るには ? ( 2 ) 地面に着いたら跳ねる ( 4 ) コート外 ( 画面外 ) の判定 ( おさらい ) この時のサープ権の移行も行う。 0 っというと、なんか夢みたいな話ですね w 。 この一連の動作を、アナログコンピュータだけでやってしまい ( 4 ) コート外 ( 画面外 ) に飛び出した場合、 ( 1 ) の状態に戻る。 て、簡単に振り返ってみましよう。 『サープ編』では ( 1 ) について、『レシープ編』では ( 2 ) について考察しました。 ( 1 ) 、 ( 2 ) につい

2. 技術部なら分かるアナログコンピュータ 4 ~ ラリー編 ~

A. 1 初期値も入れられる積分器 A. 1.2 デコーダ回路図 A ー III 1 1 CN2 10k Ⅷ 1 GND 1 043 GND ロジックしベル夏 」円、て C•G 、 D JP2:VCC-VEE UI 4011 UI 4011 (a) 回路図 CNI (b) 写真 図 A. 2 積分器用デコーダ 表 A. 1 デコーダ回路の真理値表 アナログスイッチ XO SWI SW2 SW3 XI 状態 保持 演算 ( 積分動作 ) 初期設定 ( 追従モード ) リセット 一 0 一 -0 】 -1 1 一 0 -1 一 0 一 1 一 0 一 -0 一 1 1

3. 技術部なら分かるアナログコンピュータ 4 ~ ラリー編 ~

1 第 1 章イントロダクション このシリーズでは、アナログコンピュータ = アナログ回路だけでテニスゲームを作ってみような んて事を題材に進めています。 まずはここまでの経緯を追ってみましよう。 1 ユ前前々回のおさらい 図 1.1 アナログ回路だけでハートマークを描いてみた『ラブサーキット』 のアナログコンヒ。ュータについて述べてみました。回路の精度を確認するサークルテストからは 『サープ編』では、「ガッツリ微分方程式を解いてみよう ! 」をテーマに、微分方程式を解くため 1.2 前々回のおさらい 案外、キレイに描けていた事が正直本人もビックリ wo トマークを描ける『ラフ。サーキット』を紹介しました。 れば方程式が解ける」ということを解説した上で、アナログ回路だけで、オシロスコープにハー 「アナログ回路だって、計算できるんじゃ ! 」「数式の成り立ち通りに、個々の演算回路をつなげ グ回路のみでオシロスコープにハートマークを描いてみよう」を題材にさわり程度な内容でした。 『ラブサーキット編』では「アナログ回路だけでここまで作れんだぞ ! 」っていうことで「アナロ 3 じめ、ボールの放物運動までを回路でやってみました。 山 on 0S502 れー

4. 技術部なら分かるアナログコンピュータ 4 ~ ラリー編 ~

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

5. 技術部なら分かるアナログコンピュータ 4 ~ ラリー編 ~

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。

6. 技術部なら分かるアナログコンピュータ 4 ~ ラリー編 ~

第 4 強 ) ンみ 技術部ならるア 一者者 : AkI 号 ! N 」 作画 : 狸奴

7. 技術部なら分かるアナログコンピュータ 4 ~ ラリー編 ~

2.4 跳ねるボールのシーケンスを考えてみた ボールの運動方程式をとした時、れ回目とれ十 1 回目との間では、次の関係があると考え ます。 = AFn れ十 1 こで ,\ はエネルギーの減衰率 ( 0 ミミ 1 ) です。跳ね返る前と後で、跳ねる高さが低くなる ( 2.10 ) 9 度が減衰していくようにします。したがって、式 ( 2.11 ) のような関係になります。 ようにします。ボールのエネルギーに直接関わってくるのは速度になるので、跳ねる前と後で速 + 1 ( 0 ) = の 跳ねるという動作をさせるには、回路で次の動作をさせることが必要です。 ( 1 ) ポールの放物運動を演算させる。 ( 2 ) ボールが地面に当たった事を判定する。 ( 2 ・ 11 ) ( 3 ) 地面に当たった時の物理量を、次の運動を演算する回路に渡して演算させる。 ( 4 ) 以降繰り返し。 っと、ざっとこんな感じです。 これを実現させるためには、大きく分けて 4 つの要素を作ります。 放物運動の演算をする回路 ( れ回目用とれ + 1 回目用の 2 系統用意する ) ・地面との判定回路 ・れ回目の物理量をれ十 1 回目を演算する回路に引き継ぐ回路 演算回路を切り替える回路 『レシープ編』ではこれらを実現する回路について考察しました。図 2.5 に跳ねるボールを実現 する回路を示します。 れ回目の放物運動を演算するプロック A 、れ十 1 回目の放物運動を演算するプロック B を交互 に演算させることで、あたかも跳ねているような演算をさせることができます。 制御回路は、ボールが地面に相当する電圧を下回ったときに切り替わるよう、地面との衝突を 判定するためコンパレータ、切り替えるためフリップフロップで構成しました。 『レシープ編』では、本来の目的である「ある高さからポールを打ち上げて、地面と当たったら 跳ね返る」という動作は難しいシーケンスになるため、電源を入れた瞬間にボールが跳ね出すよ うにし、跳ね返る地面に相当する電圧をマイナスにすることで、「崖に向かってボールを落として いる」ような状況を作り出してシミュレーションを行いました。 図 2.6 にシミュレーション結果を示します。地面に相当する電圧になる度に演算プロックが切 り替わる動作をさせることができました。

8. 技術部なら分かるアナログコンピュータ 4 ~ ラリー編 ~

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

9. 技術部なら分かるアナログコンピュータ 4 ~ ラリー編 ~

A. 3 加減算回路回路図 A. 3 加減算回路回路図 CNI CN2 U IA N ] U7032 UIB N 〕 U7032 100k ] P トル 2 : x ー 」 P2 ・ル 3 : x-l 1 k UI LM358 CN3 (a) 回路図 (b) 写真 加減算回路ュニット 図 A. 4

10. 技術部なら分かるアナログコンピュータ 4 ~ ラリー編 ~

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