「グランド」は全部乾電池のマイナス極につながっているのですね。乾電池のマイナス極につながっているので、電圧は0Vと覚えておいてくれたまえ。疑問(3)ボタンを押していないときは、なぜ電流が流れないのですか?あと、押しボタンスイッチを押していないときは4.7kΩの抵抗に電流が流れない、ということでしたが、3Vにつながっているから、電流も流れるのではないですか?先ほどと同じ回路図です。確かに、4.7kΩの抵抗は3Vにつながっている。抵抗のもう一方の端子はどこにつながっているかな?マイクロビットの0ピンにつながっていますね。ボタンは押されていないので、グランドにはつながっていないです。いうことは・・・どうなるのですか?実は、ボタンが押されていないときは、抵抗のもう一方の端子も3Vの電圧になるのだ。なるかは後で説明しよう。いうことは、抵抗の端子は両方とも3V、ということですね?ウム。両方とも3Vということは、先ほどの水槽の例えで考えると、2つの水槽が、両方とも同じ高さのところに置いてある、ということになる。水槽の高さが同じなら、水路に水は流れないですね。いうことは、電圧が同じなら、導線に電流が流れないってことですか?イェ~ス!その通りだ!回路の中に抵抗があったとして、その両端の電圧が同じなら、この抵抗には電流は流れない。抵抗の両側の電圧の差が、その抵抗にかかる電圧、ということになるのだ。上の図の場合は、両端とも3Vがかかっているので、3V-3V=0Vで0Vがかかる、ということだ。ボタンを押していないときは、なぜ0ピンが3Vになるの?これを説明するためには、いくつか知っておいてもらわないといけないことがある。なんだか難しそうですね?ちゃんと理解できるかな?順を追って説明していくので、ついてきてくれたまえ。初めに、次の三つのことを説明しておく。「オームの法則」とは?「抵抗分圧」とは?マイクロビットの0ピンの中はどうなっている?そして、これらの知識を使って、「なぜボタンを押していないときに0ピンが3Vとなるか?」を説明しようと思う。頑張ってついていきます!では初めに、「オームの法則」を説明しよう。オームの法則とは?「オームの法則」?オウムは言われたことをそのままマネする、ということですか?それは鳥のオウムの話だね。回路を流れる「電流」の関係を表す法則なのだ。下のような回路について考えてみる。抵抗が乾電池につながっている回路ですね。乾電池で1.5Vの「電圧」がかかって、「抵抗」に「電流」が流れるのですね。この回路で、抵抗の大きさが大きくなれば、電流は少し流れる。抵抗が小さくなれば、電流はたくさん流れる。「抵抗の大きさ」というのは、前に出てきた「4.7kΩ」などの数字の大きさですね?そうなのだ。上の回路では、電圧が1.5Vなので、抵抗が大きくなると電流が、電流が大きくなると抵抗が小さくなるのだ。電圧が大きくなるとどうなるのですか?先ほどの図の回路で電圧を大きくするには、例えば乾電池をもう一つ持ってきて、直列につなげばよい。乾電池を2個直列にすると、電圧が1.5Vの2倍の3Vになる。「直列」というのは、図のように乾電池と回路を一直線につなぐのですね?その通り。電圧が2倍になった場合、抵抗の値が変わらなければ、電流が2倍に大きくなる。電流を変えたくない場合は、抵抗の値を2倍にしなければならないのだ。なんとなくわかったような気がしてきました。抵抗分圧について次は、抵抗を2つ直列につないでみる。二つの抵抗を一直線につなぐのだ。抵抗を直列につないだ場合は、それぞれの抵抗には同じ電流が流れる、という性質がある。抵抗1と抵抗2に同じ値の電流が流れるのですね。ところで、図の中にPというのがありますが?ウム。二つの抵抗の値を変えた場合に、Pでの電圧がどうなるかを調べてみようと思うのだ。ところで、先ほど「抵抗にかかる電圧は、両端の電圧の差」という話をしたが、覚えているかい?はい、今思い出しました!Pでの電圧をPVとする。抵抗1と抵抗2で、電圧3Vを分けているようなイメージだ。抵抗1にかかる電圧が「3V-PV」で、抵抗2にかかる電圧が「PV」なので、足すと3Vになりますね。ウム、良いところに気が付いたね。ここで、「オームの法則」の式を思い出してみよう。[電流]上の図の「3V-PV」は抵抗1に、「PV」は抵抗2にかかる電圧なので、上の図は・・・というように考えることもできるのだ。大正解じゃ!抵抗1と抵抗2にかかる電圧が同じで、両方を足すと3Vになるので、抵抗2にかかる電圧は1.5Vということになる。抵抗1に1V、抵抗2には2Vがかかるのですか?よく分かったね!今度も大正解じゃ!抵抗1と抵抗2の抵抗値の比率によって、Pの電圧を調節することができる、ということなのよ。このように、抵抗を直列につないだ回路で、抵抗値の組み合わせを変えれば、電圧をお望みの配分で分けることができるのだ。これを、「抵抗分圧」というのだ。マイクロビットの0ピンは大きな抵抗につながっている?次は、マイクロビットの0ピンの中がどうなっているかについてだ。それ、めちゃくちゃ難しいのでは?ハードル上げ過ぎじゃないですか??ウム。簡略化して、0ピンの内部は仮に値が大きな抵抗でグランドにつながっている、と考える。実際にはもっと複雑なのだが、今回の押しボタンスイッチ回路のような外につないだ回路の動きを考えるには役立つのだ。なんだか、まだごちゃごちゃしていてわかりづらいような気がするのですが・・・では、この図をさらに整理してみよう。「GND」端子が「グランド」につながっているが、「グランド」はすべてつながっているので、省略してもよい。「GND」端子も0Vで、他の「グランド」も0Vなので、省略してもよい、ということですね。「マイクロビット」の枠は回路そのものではないので省略する。すると、このような図になるのだ。「抵抗値が大きな抵抗」というのは、少しあいまいな気がしますが・・・その通りだね。この抵抗の値は、「4.7kΩ」に対してとても大きな値とすればよい。仮に10MΩとしよう。10MΩって、どのぐらい大きいのですか?「4.7kΩ」の「k」は1000、「10MΩ」の「M」は1000000を表している。10000000Ωなので、およそ2000倍なのだ。おぉ、確かに、とても大きいですね。次に、押しボタンスイッチが押されていない状態について考えてみよう。この場合は、押しボタンスイッチの先はグランドにはつながらない。従って、この回路は下の図の回路と同じ動きをする。0ピンの電圧は、厳密には2.99851Vとなる。2.998591Vとなるのだ。いうことは、0ピンの電圧が2.998591Vで、ほぼ3Vになる、という訳なのですね。「抵抗1」すなわち「4.7kΩの抵抗」の両側の間にかかる電圧の大きさは0.001409Vでほとんど0Vなので、電流はほとんど流れない、ということになるのよ。「流れない」と言っていたのは、全く流れないわけではなくて、「ほとんど」流れないということだったのですね。なんかごまかされたような・・・そうなのです。大目に見てやってくれ。押しボタンスイッチを押すとどうなるか?最後に、押しボタンスイッチを押すとどうなるのかを見ておこう。押しボタンスイッチを押すと、4.7kΩの抵抗が押しボタンスイッチを介して0Vにつながる。いうことは、下の回路と同じ働きをするようになる、という訳ですね。分かってきたようだね。この状態では、4.7kΩの抵抗の両側の間の電圧が3Vになるので、この抵抗に電流が流れることとなる。電流の値は「オームの法則」で分かるのでしたね。[電流]なので、3Vを4700オームで割って、0.000638A・・・って、めっちゃ小さいですね!0.001は単位に「mミリ」、0.000001は単位に「μマイクロ」を付けて表す。638μAということになる。10MΩの抵抗は両側が0Vにつながる。10MΩのグランドとは反対側はマイクロビットの0ピンなので、0ピンの電圧が0Vとなり、ON/OFF状態はOFFとなるのだ。関連記事マイクロビット【マイクロビット入門】(13)並んだデータを扱ってみよう。(「配列」とは?)教育用マイコンボード「マイクロビット」のプログラミングを解説します。使用言語はパイソンです。今回は配列について説明します。音符データを配列に格納して楽譜データを作り、マイクロビットに演奏させてみます。複雑なプログラムを作るために、配列を理解しよう!マイクロビット【マイクロビット入門】(19)新しくなったパイソンエディター(1)試しに使ってみた。パイソンエディターにシミュレーター機能、プロジェクト機能などが加わり新しくなりました。このうち試しにシミュレーター機能を操作してみました。実際にマイクロビットと接続し、サンプルプログラムをロードしてみました。マイクロビット【マイクロビット入門】(8)関数を作ってみよう。教育用マイコンボード「マイクロビット」のプログラミングを解説します。使用言語はパイソンです。今回は、実際に「関数」を作ってみます。自分で作れるようになってしまえば、「関数」も怖くない!読んでみてね。飛行機の...マイクロビット【マイクロビット】保存したプログラムを整理しよう。マイクロビットのパイソンエディターでSaveを実行すると、ダウンロードフォルダーに番号付きでファイルが保存されていきます。このままでは、どのファイルがどういう内容化が分からなくなってしまいます。パソコン初心者の方向けに、別にフォルダーを用意して移動し、ファイル名を変更する方法を解説しました。プラモの飛行機のプロペラ(2)マイクロビット、パイソンのプログラミング応用編です。ハセガワ1/32「F6F-5ヘルキャット」のプロペラを回すプログラムを解説します。今回は、前回解説しきれなかった部分の続きです。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。※サイト上に表示された文字を入力してください。映画などを見て、登場する乗り物をプラモで作ります。マイクロビットという教育用マイコンを使ったプログラミング入門の記事も書いていきます。青木鳥をフォローする無断転載を禁止します。道具ホーム検索トップサイドバータイトルとURLをコピーしました。