電子制御実験(3年生)・・・その1:電気電子回路の実験

 3 年生の電子制御実験 (180 分 x 30 週) では,「電気電子回路の実験」と「レゴ・マインドストーム EV3 による競技課題」を実施しています. ここでは,「電気電子回路の実験」の一部を紹介します.

 前期は,オシロスコープの操作方法を学んだ後,様々な電気電子回路の特性を解析する実験を行います.

 パソコンや携帯電話などの電子機器の多くは直流の電気が必要です. この実験では家庭用コンセントから供給される交流をダイオードを用いて直流に変換する(整流)回路を組み立て, 出力波形を観測することで整流回路の動作を学びます.

 マイクロホンに向かって話をする声がスピーカから大きな声となって出てくるのは, この間に微弱な電気信号を増幅する増幅回路があるからです. この実験では,電流帰還バイアスによるトランジスタの一段増幅回路を実現することにより,トランジスタの増幅作用を学びます.

 後期の前半は,モジュールキットを利用した実験と,論理回路の実験を行っています.

 ディジタル回路は “0” か “1” の判定で動作するため,この判定を誤ると間違った答えを導き出してしまいます. この実験では,押しボタンスイッチを押したときの振動により発生するノイズ(チャタリング)を観測し,カウンタが誤動作する現象を確認します. また,積分回路とシュミットトリガで,チャタリングを除去し,正しいカウント数を得るための方法も学びます.

 ディジタル回路の場合,加減算などの演算は2 進数で行われます. この実験では,NAND と呼ばれる回路素子を組み合わせることで電卓の中で行われているような加算や減算を行う回路を構成し,その動作を確認します. また,数を数えるカウンタや,メモリのようにデータを記憶するラッチといったディジタル回路も構成します.


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