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論理回路で相互インターロック回路(先入力優先回路)を作ってみる

ボタンをどちらも押した場合 電子工作
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(これはアメブロの移植です)

こんにちは。Yukiです。

インターロック回路はシーケンス(PLC)でよく使われる回路です。

今回は相互インターロック回路を論理回路で作ってみようと思います。

インターロック回路とは

インターロック回路は一定の条件を満たさないと動かない回路のことを言います。

例えば洗濯機は扉を閉めないと動きませんし、電子レンジは扉を閉めないとあたためボタンを押しても動きません。エレベーターも動いているときに開くボタンを押して扉が開いたら怖いですよね。

そのように身の回りの安全装置に使われています。

今回はインターロック回路でも相互インターロック回路(先入力優先回路)を試します。

相互インターロック回路とは同時に動作しては行けないものに使われます。

例えばモーターの正転と逆転でこれらは同時に動作してはいけません。

また同時に動作した場合、最悪ショートします。

それでは困るので、インターロック回路を設けるのです。

考え方

相互インターロック回路を直接考えると分かりにくいため、一度ラダー図を考え、そこからST言語に変換し、論理回路を考えて行こうと思います。

(ST言語に変換しなくても分かるかもしれませんが、一応変換しておきます)

インターロック回路のラダー図

KiCadで作ったため、あまりきれいではありませんが、お許しください。

軽く解説しておきます。

SW1を押すとLED2はNOT ANDのためLED1が点灯します。

この状態でSW2を押すとLED1がONのためLED2は点灯しません。

先にSW2を押すとLED1はNOT ANDのためLED2が点灯します。

この状態でSW1を押すとLED2がONのためLED1は点灯しません。

このように先に押されたボタンが優先される形の回路になります。

このラダー図をST言語に変換すると次のようになります。

LED1 := SW1 AND NOT LED2;

LED2 := SW2 AND NOT LED1;

次のようになります。次にこれらを回路図に変換していきます。

インターロック回路をANDとNOTのみで構成したときの回路

回路図に変換しました。

回路図が分かりにくいですが、ご了承下さい。

A側はスイッチに関する方です。プルアップを使用しているため、出力が反転してしまいます。

そのためNOT回路で押したら1 放したら0が出るようにしています。

B側は論理回路です。

作っていく

これから作っていきます。

ちなみに私は20分くらいで作れました。

回路図を見ながら作ればそこまで難しくないと思います。

A側の配線

これがA側の配線です。配線がやばくなる予感がしますね…

完成品(ブレッドボード)

これで完成です。ぶっちゃけ汚すぎてなにがなんだかよく分かりませんw

センスがあればもうちょっと見やすく配線できると思います。

補助説明

補足説明です。LED1 LED2は回路図通りなのですが、SW1はSW2はそれぞれが押されたら光るようになっています。では早速実験してみましょう。

もう一つ補足ですが、ボタンでは操作せず、ジャンパ線を使ってON/OFFを切り替えています。
ですがボタンでも同じように動作はします。
この際ボタンを押したと言いますが、実際にはボタンは押していません。押している状態を電気的に作り出していると考えて下さい。
(まあ要するにボタンでも動くという事です)

ボタンをSW1しか押さない場合

これはSW1をおしたときです。LED1が点灯していることが分かります。

ボタンをどちらも押した場合

SW1を押した状態でSW2を押したときです。LED2は点灯せず、LED1のみ点灯している事が分かります。

ボタンをSW2しか押さない場合

次にSW2のみを押したときです。LED2が点灯している事が分かると思います。

同時に押した場合

次にSW2を押しながら、SW1を押したときです。この時LED2が点灯しており、LED1は光っていない事が分かると思います。

このようにLED1とLED2は同時に光らない事が分かると思います。

これが相互インターロック回路(先入力優先回路)です。

まとめ

今回初めて論理回路を用いてPLCのような回路を作ってみましたが、作れました。

まあそんなこと当たり前だろ! って言われるような気もしますが…

次は論理回路を使って自己保持回路でも作ってみようかなと思っています。

参考になったら、コーヒー1杯奢ってくれるとうれしいです
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