【初心者向け】ブレッドボードとリレーで論理回路を作る(2)

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2020年05月15日 公開。

2.製作するNOT回路の回路図と必要な部品

この記事で製作するのはNOT回路AND回路、およびOR回路の3種類ですが、これらの中でNOT回路が一番部品の数が少なくて済み、動作の理解も簡単です。そこで、NOT回路の回路図や、NOT回路に使う部品について、まず説明します。

2-1.回路図

今回製作するNOT回路の回路図を図5に示します。

図5、製作するNOT回路の回路図
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図5、製作するNOT回路の回路図

電気基礎実験IIの授業でこのページを読んでいる方へ:図5は、実験テキスト図2(a)の回路と、電源電圧が5Vから4.5Vに変わっている点を除いて、同じ回路である事に注意してください。

2-2.部品表と部品の説明

図5のNOT回路を作るのに必要な部品の表を、表2に示します。

表2、図5のNOT回路の部品表
数量 部品番号 部品の種類 リード間隔 仕様・型番 備考 写真
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2 R1、R2 カーボン抵抗 300mil 1kΩ±5%、1/6W カラーコード:茶黒赤金
秋月電子通販コード:R-16102
1kΩ±5%、1/6W
1 SW1 タクトスイッチ 200mil TVDT18-050CB-T 秋月電子通販コード:P-08078 TVDT18-050CB-T
2 LED1、LED2 LED 100mil OS5RPM5B61A-QR
赤色LED、直径5mm
秋月電子通販コード:I-01318 OS5RPM5B61A-QR
1 D1 ダイオード 300mil 1N4148
100V、200mA
秋月電子通販コード:I-00941 1N4148
1 RL1 リレー 941H-2C-5D
2回路、C接点
秋月電子通販コード:P-01229 941H-2C-5D
1 電池ボックス BH-331-3B
単3×3本、Bスナップ
秋月電子通販コード:P-02677 BH-331-3B
1 ジャンパーワイヤ付バッテリースナップ BS-IC-AT150MM 秋月電子通販コード:P-09032 BS-IC-AT150MM
3 アルカリ単3電池 アルカリ単3電池

電気基礎実験IIの授業でこのページを読んでいる方へ:表2はNOT回路を作るのに必要な部品を表にした物ですが、AND回路やOR回路も、使用個数は違うものの、表2と同じ型番の部品を使って組み立てます。よって、これらの部品の形状やピン配置を使って、AND回路やOR回路の実体配線図を描いてください。

D1の1N1418はダイオードですので、アノードとカソードの極性があります。写真1に示す様に、黒い帯(カソードマーク)がある方がカソード(K)で、帯がない方がアノード(A)です。

写真1、ダイオードの1N1418の極性
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写真1、ダイオードの1N1418の極性

念のために説明しておくと、ダイオードの回路記号と極性の関係は図6の通りです。

図6、ダイオードの回路記号と極性
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図6、ダイオードの回路記号と極性

また、リレーについても説明します。

今回使用する941H-2C-5Dという型番のリレーの外観を、写真2と写真3に示します。

写真2、941H-2C-5Dの外観(1)
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写真2、941H-2C-5Dの外観(1)
写真3、941H-2C-5Dの外観(2)
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写真3、941H-2C-5Dの外観(2)

写真3から分かる様に、このリレーには端子が8本あります。

1ページ図3では、リレーにはT1~T5の5つの端子があると説明しましたが、実は941H-2C-5Dというリレーには、スイッチが2つ載っています。

回路図で説明すると、941H-2C-5Dの回路記号は図7の様になります。

図7、941H-2C-5Dの回路記号
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図7、941H-2C-5Dの回路記号

1番端子と16番端子が入力端子で、これらの端子に入力電圧をかけると、4番端子、6番端子、8番端子につながっているスイッチと、9番端子、11番端子、13番端子につながっているスイッチの2つのスイッチが切り替わります。

今回の実験ではリレー内ののスイッチが一つしか必要でないので、どちらかのスイッチを使わずにおいておきます。

端子配置についてですが、写真4および写真5の様に、端子に番号が付けられています。

写真4、941H-2C-5Dの端子配置(裏面からみた写真)
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写真4、941H-2C-5Dの端子配置(裏面からみた写真)
写真5、941H-2C-5Dの端子配置(表面から見た写真)
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写真5、941H-2C-5Dの端子配置(表面から見た写真)

2-3.実体配線図と組み立て上がった回路の写真

図5の回路の実体配線図の例を図8に示します。

図8、図5のNOT回路の実体配線図の例
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図8、図5のNOT回路の実体配線図の例

電気基礎実験IIの授業でこのページを読んでいる方へ:報告書にリレーを用いたAND回路とOR回路の実体配線図を描いて提出する様に求められているはずですが、この図8が最も大きなヒントになります。AND回路やOR回路は、NOT回路よりも部品数が多いですが、用いる部品の種類は同じです。なお、リレーを使ったAND回路とOR回路の回路図については、実験テキストの図2(b)および図2(c)に載っていますので、それらの回路をブレッドボード上で構成するにはどうすればいいかを想像して、実体配線図を描き、報告書として提出してください。

図8の実体配線図に基づいてNOT回路をブレッドボードに組んだ例を写真6に、写真6の回路の部品配置の解説を写真7に示します。

写真6、図8の実体配線図に基づいてNOT回路をブレッドボードに組んだ例
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写真6、図8の実体配線図に基づいてNOT回路をブレッドボードに組んだ例
写真7、写真6の回路の部品配置の解説
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写真7、写真6の回路の部品配置の解説

緑色の線の部分がブレッドボード内で導通している事に注意してください。

次のページでは、リレーを使う上での注意点について説明します。

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