論理回路あれこれ

概要[]

v2.0 Beyondで導入された電力はスイッチの部品を組み合わせることで、様々な機能を持った論理回路を作成することができる。論理回路を用いて複雑な照明の制御や扉の開閉制御など基地に組み込むことができる。このページでは基地建設のアイデアに繋がる論理回路を紹介する。

はじめに[]

論理回路は複数の配電モジュールを組み合わせて作成するので、以下の点を心がけると良い。

• 作成に当たっては大きなスペースが必要になるため、ベーシックパーツの壁を何枚か繋げて大きな作業場所を確保する。
• 設置するパーツ同士が近すぎると、送電線が繋げなかったり、削除した時に複数のパーツが消えてしまったりするので、パーツ同士は十分離して設置する。
• 複雑な機能の回路を作成する場合、配線図の下書きがあると良い。ゲーム内でぶっつけ作成すると途中でこんがらがる可能性が高い。

通電制御の遅延について[]

複雑な回路を組む場合、オートスイッチと電力変換器の通電制御には遅延があることを考慮する必要がある。

通電制御は内部的には、1秒間隔で「制御端子」（真ん中の端子）の入力状況をチェックし、直近のチェック結果によって通電/遮断を切り替える仕組みになっている。このチェック間隔のことを「ティック」と呼ぶ。
1秒間隔でチェックされるということは、「制御端子」の入力状況が変わってから通電/遮断の切り替わるまで最大1秒の遅延（＝1ティックの遅延）が発生する。
（運悪くチェック直後に「制御端子」に入力があると1秒後に通電/遮断が切り替わる、運良くチェック直前に「制御端子」に入力があると直後に通電/遮断が切り替わる）

「制御端子」のチェックは複数のオートスイッチ・電力変換器を設置した場合、すべてのパーツで同時に行われる。この仕様を利用することで様々な仕組みを作ることができる。

論理回路の例[]

初級編[]

パーツ数個で作成できる基本的な回路。

自動ドア回路 論理回路 自動ドア回路.png

• 基本的な自動ドア回路
• 近接スイッチは案外反応範囲が広いので、設置位置を工夫する必要がある

並列近接スイッチ

• 両方の近接スイッチに反応した時だけ通電する
• 先に反応する側の近接スイッチをオートスイッチの制御端子に接続すると、遅延を最小限にできる。

パルスジェネレータ 論理回路 パルスジェネレータ.png

• 左から通電すると、1秒間隔でOn/Offが切り替わる
  → 点滅ライトなどに
• 右から通電すると、1ティック分の通電の後、電力を遮断する
  → 近接スイッチやフロアスイッチからの給電を短くしたい場合などに

逆流防止回路 %E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%88%E3%82%B9%E3%82%A4%E3%83%83%E3%83%81_%E9%80%86%E6%B5%81%E9%98%B2%E6%AD%A2%E5%9B%9E%E8%B7%AF.png

• 左からのみ通電し、右からは通電しない
• 左からの通電には、1ティックの遅延が発生する

中級編[]

複数のオートスイッチ・電力変換器を利用した応用的な回路。

On/Off個別スイッチ %E8%AB%96%E7%90%86%E5%9B%9E%E8%B7%AF_OnOff%E5%80%8B%E5%88%A5%E3%82%B9%E3%82%A4%E3%83%83%E3%83%81.gif

• 右ボタン押下で通電、左ボタン押下で遮断
• 各ボタンは並列に繋いで数を増やすことができる

On/Off個別スイッチ（近接スイッチ版） %E8%AB%96%E7%90%86%E5%9B%9E%E8%B7%AF_OnOff%E5%80%8B%E5%88%A5%E3%82%B9%E3%82%A4%E3%83%83%E3%83%81%EF%BC%88%E8%BF%91%E6%8E%A5%E3%82%B9%E3%82%A4%E3%83%83%E3%83%81%E7%89%88%EF%BC%89.gif

• 「On/Off個別スイッチ」の近接スイッチ版
  → A地点に到達すると扉が開き、B地点に到達すると扉が閉じる、などの用途に
• ボタンを電力変換器と近接スイッチに置換えるだけで良い

拡張可能なOn/Offスイッチ %E8%AB%96%E7%90%86%E5%9B%9E%E8%B7%AF_%E6%8B%A1%E5%BC%B5%E5%8F%AF%E8%83%BD%E3%81%AAOnOff%E3%82%B9%E3%82%A4%E3%83%83%E3%83%81.gif

• ボタン押下で通電、もう一度押下で遮断（壁スイッチのボタン版）
• ボタンは並列に繋いで増やすことができる
  → 複数個所で1つの電源をOn/Offしたい場合に

パルス延長回路 %E8%AB%96%E7%90%86%E5%9B%9E%E8%B7%AF_%E3%83%91%E3%83%AB%E3%82%B9%E5%BB%B6%E9%95%B7%E5%9B%9E%E8%B7%AF.gif

• ボタン押下などの短い通電時間を延長する
• 横に並んだオートスイッチの数ｘ1秒だけ延長される（この例では1ティック＋3秒の信号になる）
  →一定時間で自動で閉じる扉などに

途切れずにセンサーに反応すると通電する回路 %E8%AB%96%E7%90%86%E5%9B%9E%E8%B7%AF_%E9%80%94%E5%88%87%E3%82%8C%E3%81%9A%E3%81%AB%E3%82%BB%E3%83%B3%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%81%AB%E5%8F%8D%E5%BF%9C%E3%81%99%E3%82%8B%E3%81%A8%E9%80%9A%E9%9B%BB%E3%81%99%E3%82%8B%E5%9B%9E%E8%B7%AF.gif

• 順番に近接スイッチに反応した場合だけ通電する
• 途中すべて近接スイッチの範囲外に出てしまうと通電しない
  →特定の経路を歩いた時だけ開く扉などに
  ※最後の近接スイッチは逆流防止回路によってフィードバックが1ティック遅延するので、最後とその1つ前の反応範囲は余裕をもって被せると良い
• 真ん中の近接スイッチの数を増減させて経路の長さを変更できる

上級編[]

中級編クラスの論理回路を複数組み合わせた大規模な回路。

パスコード回路 %E8%AB%96%E7%90%86%E5%9B%9E%E8%B7%AF_%E3%83%91%E3%82%B9%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%83%89%E5%9B%9E%E8%B7%AF.gif

• 左から順番にボタン押下した場合のみ通電する（実際に使う場合はボタンの配置をランダムにする）
• 一番左のボタン押下で順序判定を開始し、順序を間違えた場合は一番左からやり直し
• Switch Circuit 2 を増やすと拡張可能

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• 入力無しでボタン押下→何もしない
• 入力有りでボタン押下→通電する
• 通電状態でボタン押下→出力を瞬断する

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• 入力無しでボタン押下→カットオフ信号出力
• 入力有りでボタン押下→通電する
• 通電状態でボタン押下→カットオフ信号出力

ストップウォッチ

• 1秒単位で時間を計ることができる
• On/OffスイッチがOnの間はタイマーが進み、Offの間は止まる
• CounterCircuitをさらに連結することで、桁数を増やすことができる
• On/Offスイッチをただのボタンにすると、ボタンが押された回数を数えるカウンターとして使える
• 7 Segment Display は反応速度優先と簡易版とあるので、用途に応じて使い分けると良い

CounterCircuit.PNG

• Pulseに入力がある間、カウントを進める
• Resetで初期状態に戻る
• カウントが最後までいくとCarryに1ティック出力される

7SegmentDisplay.PNG

• CounterCircuitに対応した数字表示ディスプレイ
• 反応速度優先、CounterCircuitへのパルス入力に対して1ティック（=1秒未満）で表示が切り替わる
• 発光部分はライトフロアかライトボックスを用いると良い、照明#カラーライト（6色）は近くに設置するとリークしてしまうため不適

• CounterCircuitに対応した数字表示ディスプレイ
• パーツが少なくて済む簡易版、ただし表示切替に2ティック（=1秒以上2秒未満）かかる
• CounterCircuitへのパルス入力の瞬間にディスプレイが見えないなら、こちらで十分

Excel論理回路シミュレータ[]

Excelのオートシェイプで論理回路を組んで動作シミュレーションできます。
回路の設計、テスト、配線の取り回しの検討などにご利用ください。

GoogleDriveのファイル共有からDL : https://drive.google.com/file/d/1g8Qb129pcOwQlfeyge_ye66QqbYV336T/view?usp=drivesdk

※製作者は Legend-of-viper です。
※シミュレーションのためのVBAマクロが組み込まれています。起動時に警告が表示されますが、ウィルス等は入っていませんのでマクロを有効にしてください。
※最終更新日を Legend-of-viper がコメント欄に記載します。ダウンロード前に最終更新日をチェックしていただき、万が一異なっている場合はファイルが改ざんされている恐れがあるため、ダウンロードしないでください。

CircuitSimulator_sample.PNG

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