ロボジョイちゃれんじ教室

2-3 エレキ入門

第6回「NXTインテリジェントブロック」

■NXTボタンのしくみ3

回路を改良して、スイッチを2つに増やしてみました。
ただし、これだと問題があって、2つのスイッチのうちどちらを押しても同じ電圧になってしまいます。

そこで、スイッチ1とスイッチ2で別々の電圧を持たせてみました。電圧の違いを読み取れば、どちらのスイッチが押されたかわかるというわけです。
電圧を落とすためには、直列につないだ抵抗を使います。これを「分圧」と呼びます(高校で習います)。

この回路をブレッドボードで再現してみました。スイッチ1が緑色、スイッチ2が赤色です。スイッチを押すと、その電気が電流計に伝わります。

スイッチ1を押してみました。
電圧計が1.75Vを示しました。

スイッチ2を押してみました。
電圧計が5.31Vを示しました。

なぜそうなったのかについて考えてみましょう。
まず、実験した時の電池の電圧は5.31Vでした。この電圧は使っている電池の残量によって変わります。
スイッチ1を押した場合、電池の電圧が1/3になって電圧計に伝わります。電池は5.31Vなので、計算すると、、、
5.31÷3=1.77
、、、1.77V。測定結果の1.75Vとほぼ同じで、計算どおりということになります。
一方、スイッチ2を押した場合には、抵抗を通らずそのまま電池が電圧計につながるので、5.31Vとなります。

実際にNXTで使われている回路を確認してみましょう。
回路図中の「R1」「R2」「R3」が分圧するための抵抗であることがわかります。 「BUTT_ADC」と書かれた部分がスイッチの状態を伝えるための線です。途中で途切れているように見えますが、実際にはサブプロセッサにつながっています。「BUTT_ADC」の電圧は押してない状態で0Vだということを考えると、全部で4種類あることになります。なお、「R4」の抵抗がプルダウン抵抗です。