https://www.m1ke.org/categories/elec_circuit/Recent content in 電気回路 on M1KE BL0GHugo -- gohugo.ioja-jpmikehttps://www.m1ke.org/p/%E5%9B%9E%E8%B7%AF%E5%9B%B3%E3%81%AE%E5%AD%A6%E7%BF%92%E3%83%AD%E3%82%B0/Thu, 02 Nov 2023 00:25:04 +0900https://www.m1ke.org/p/%E5%9B%9E%E8%B7%AF%E5%9B%B3%E3%81%AE%E5%AD%A6%E7%BF%92%E3%83%AD%E3%82%B0/<img src="https://www.m1ke.org/p/%E5%9B%9E%E8%B7%AF%E5%9B%B3%E3%81%AE%E5%AD%A6%E7%BF%92%E3%83%AD%E3%82%B0/electronics.jpeg" alt="Featured image of post 回路図の学習ログ" /><h2 id="background">Background</h2> <ul> <li>仕事でメカトロニクスの理解が必要になった</li> <li>回路図りの学習ログ</li> </ul> <h2 id="回路図">回路図</h2> <ul> <li>部品をどうつなぐかを、記号で表した図である。</li> <li>実物の見た目ではなく、どことどこが電気的につながっているかをみる</li> </ul> <p>最低限読むべき記号</p> <p>電源:</p> <ul> <li>VCC, VDD, +5V, +3.3V など：プラス電源</li> <li>GND：基準電位。一般にはマイナス側や0V扱い</li> </ul> <p>抵抗:</p> <ul> <li>ジグザグ、または四角記号</li> </ul> <p>コンデンサ:</p> <ul> <li>2本線</li> <li>極性ありは片側に＋表記があることもある</li> </ul> <p>ダイオード・LED:</p> <ul> <li>向きがある</li> <li>LEDは光を表す矢印つき</li> </ul> <p>スイッチ:</p> <ul> <li>開く・閉じる接点</li> </ul> <h3 id="回路図の見方のコツ">回路図の見方のコツ</h3> <ul> <li>線がつながっているかを見る</li> <li>点がある交点：つながっている</li> <li>点がない交差：つながっていないことが多い</li> </ul> <h3 id="電源で最初に見る項目">電源で最初に見る項目</h3> <ul> <li>必要電圧は何Vか</li> <li>最大電流はどれくらい必要か</li> <li>ACかDCか</li> <li>極性は合っているか</li> </ul> <h3 id="抵抗">抵抗</h3> <p>気にするもの：</p> <ul> <li>抵抗値（Ω）</li> <li>定格電力（W）</li> </ul> <p>電力はたとえば</p> <ul> <li>P = V² / R または</li> <li>P = I²R</li> </ul> <p>で計算する。</p> <p>例： 100Ωに5Vかかると</p> <p>$$ P = 25 / 100 = 0.25W $$</p> <h3 id="コンデンサ">コンデンサ</h3> <p>気にするもの：</p> <ul> <li>容量</li> <li>耐圧</li> </ul> <p>たとえば5V回路なら、耐圧6.3Vでも理屈上は使えるが、10Vや16Vなど余裕を持たせることが多い。</p> <h3 id="トランジスタic">トランジスタ・IC</h3> <p>気にするもの：</p> <ul> <li>最大電圧</li> <li>最大電流</li> <li>消費電力</li> <li>入力電圧範囲</li> </ul> <p>最初は、 「絶対最大定格を超えない」 だけでもかなり重要である。</p> <h2 id="テスターの使い方">テスターの使い方</h2> <p>まず使う3機能</p> <h3 id="電圧測定">電圧測定</h3> <p>何を見るか：</p> <ul> <li>電池が生きているか</li> <li>電源が出ているか</li> <li>部品の両端に何Vかかっているか</li> </ul> <p>使い方：</p> <ul> <li>並列につなぐ</li> <li>赤を測りたい点、黒をGNDへ置くことが多い</li> </ul> <h3 id="導通チェック">導通チェック</h3> <p>何を見るか：</p> <ul> <li>線がつながっているか</li> <li>はんだ不良がないか</li> <li>ショートしていないか</li> </ul> <p>使い方：</p> <ul> <li>電源を切ってから測る</li> </ul> <h3 id="抵抗測定">抵抗測定</h3> <p>何を見るか：</p> <ul> <li>抵抗値が正しいか</li> <li>断線していないか</li> </ul> <p>使い方：</p> <ul> <li>通電中は基本測らない</li> <li>回路につながったままだと正しく測れないこともある</li> </ul> <h3 id="電流測定は少し注意">電流測定は少し注意</h3> <ul> <li>電流を測るときは、テスターを直列に入れる必要がある。</li> <li>ここを間違えて、電源に並列で当てるとショートに近い状態になって危険である</li> </ul> <h2 id="フローティング">フローティング</h2> <h3 id="用語">用語</h3> <ul> <li>開放：電気的につながっていない状態</li> <li>フローティング：電圧が決まらず、ふわふわ不安定な状態</li> <li>ハイインピーダンス（Hi-Z）：その端子がほとんど電流を流さず、回路に強く影響を与えない状態</li> <li>プルアップ：弱くVcc側につないで、何もしていないときにHighになるようにする</li> <li>プルダウン：弱くGND側につないで、何もしていないときにLowになるようにする</li> </ul> <h3 id="浮いているとはなにか">浮いているとはなにか</h3> <p>浮いている状態とは、その点の電圧がHighでもLowでもはっきり決まっていない状態。</p> <p>そのとき、その入力は</p> <ul> <li>たまたまHighっぽく見える</li> <li>たまたまLowっぽく見える</li> <li>周囲のノイズでころころ変わる</li> </ul> <p>ということが起こる。</p> <p>これをフローティングしているという。</p> <h3 id="フローティングとは">フローティングとは</h3> <p>フローティングは、そのノードの電位がどこにも固定されず、宙ぶらりんな状態である。</p> <p>たとえばこういう回路である。</p> <div class="highlight"><div class="chroma"> <table class="lntable"><tr><td class="lntd"> <pre tabindex="0" class="chroma"><code><span class="lnt">1 </span></code></pre></td> <td class="lntd"> <pre tabindex="0" class="chroma"><code class="language-fallback" data-lang="fallback"><span class="line"><span class="cl">Vcc ---- スイッチ ---- 入力ピン </span></span></code></pre></td></tr></table> </div> </div><p>この回路でスイッチがOFFだと、入力ピンはVccにもGNDにもつながっていない。すると入力ピンの電圧は決まらず、浮く。</p> <p>その結果、</p> <ul> <li>誤動作する</li> <li>ノイズを拾う</li> <li>触ると値が変わる</li> </ul> <p>といったことが起こる。</p> <h3 id="開放とは">開放とは</h3> <p>開放とは、文字通り回路がつながっていない状態である。 英語では open, open circuit という。</p> <p>たとえばスイッチOFFで線が切れている状態は開放である。</p> <p>ただし重要なのは、</p> <ul> <li>開放 = つながっていない</li> <li>フローティング = 電圧が決まらず不安定</li> </ul> <p>であり、似ているが同じ言葉ではない。</p> <h3 id="ハイインピーダンスhi-zとは">ハイインピーダンス（Hi-Z）とは</h3> <p>ハイインピーダンスとは、その端子がほとんど電流を流さない、非常に抵抗が大きいように見える状態。</p> <p>通常の出力ピンは</p> <ul> <li>Highを出す</li> <li>Lowを出す</li> </ul> <p>のどちらかで、回路をぐっと引っ張る。</p> <p>しかしHi-Zでは、</p> <ul> <li>Highにも引っ張らない</li> <li>Lowにも引っ張らない</li> <li>ほぼ切り離されたように振る舞う</li> </ul> <p>という状態になる。</p> <h3 id="プルアップとは">プルアップとは</h3> <p>プルアップとは、対象の点を抵抗を通してVcc側へつなぐことである。</p> <p>こうすると、何もしていないときはその点がHighになる。</p> <div class="highlight"><div class="chroma"> <table class="lntable"><tr><td class="lntd"> <pre tabindex="0" class="chroma"><code><span class="lnt">1 </span><span class="lnt">2 </span><span class="lnt">3 </span><span class="lnt">4 </span><span class="lnt">5 </span><span class="lnt">6 </span><span class="lnt">7 </span><span class="lnt">8 </span><span class="lnt">9 </span></code></pre></td> <td class="lntd"> <pre tabindex="0" class="chroma"><code class="language-fallback" data-lang="fallback"><span class="line"><span class="cl">Vcc </span></span><span class="line"><span class="cl"> | </span></span><span class="line"><span class="cl">[抵抗] </span></span><span class="line"><span class="cl"> | </span></span><span class="line"><span class="cl"> +---- 入力ピン </span></span><span class="line"><span class="cl"> | </span></span><span class="line"><span class="cl">スイッチ </span></span><span class="line"><span class="cl"> | </span></span><span class="line"><span class="cl">GND </span></span></code></pre></td></tr></table> </div> </div><ul> <li>スイッチOFF <ul> <li>→ 抵抗を通してVccにつながる</li> <li>→ 入力はHigh</li> </ul> </li> <li>スイッチON <ul> <li>→ GNDに直結される</li> <li>→ 入力はLow</li> </ul> </li> </ul> <h3 id="プルダウンとは">プルダウンとは</h3> <p>プルダウンとは、対象の点を抵抗を通してGND側へつなぐことである。こうすると、何もしていないときはその点がLowになる。</p> <p>回路イメージ</p> <div class="highlight"><div class="chroma"> <table class="lntable"><tr><td class="lntd"> <pre tabindex="0" class="chroma"><code><span class="lnt">1 </span><span class="lnt">2 </span><span class="lnt">3 </span><span class="lnt">4 </span><span class="lnt">5 </span><span class="lnt">6 </span><span class="lnt">7 </span><span class="lnt">8 </span><span class="lnt">9 </span></code></pre></td> <td class="lntd"> <pre tabindex="0" class="chroma"><code class="language-fallback" data-lang="fallback"><span class="line"><span class="cl">Vcc </span></span><span class="line"><span class="cl"> | </span></span><span class="line"><span class="cl">スイッチ </span></span><span class="line"><span class="cl"> | </span></span><span class="line"><span class="cl"> +---- 入力ピン </span></span><span class="line"><span class="cl"> | </span></span><span class="line"><span class="cl">[抵抗] </span></span><span class="line"><span class="cl"> | </span></span><span class="line"><span class="cl">GND </span></span></code></pre></td></tr></table> </div> </div><ul> <li>動き <ul> <li>スイッチOFF</li> <li>→ 抵抗を通してGNDにつながる</li> <li>→ 入力はLow</li> </ul> </li> <li>スイッチON <ul> <li>→ Vccにつながる</li> <li>→ 入力はHigh</li> </ul> </li> </ul> <p>つまり、通常時はLow、押したらHighになる。</p>https://www.m1ke.org/p/emc%E8%A8%AD%E8%A8%88/Mon, 30 Oct 2023 21:32:47 +0900https://www.m1ke.org/p/emc%E8%A8%AD%E8%A8%88/<p>TODO</p>