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リレー式計算機



はい、夏休みの自由研究にお困りな方&課題研究で皆と差をつけたいお方!
ここらでチャチャッといっちょ

リレー電卓

をこしらえて成績アップを狙いましょう!
もちろん、趣味でガシガシやるのも可ですよ。(あまりお勧めはしませんが;理由は後ほど)
因みに私は高校時代に課題研究としてやりました(笑)

さて、ではいつもの通り、能書きを少々。


リレー素子について

リレー素子ってのはwikipedia先生が言うとおりスイッチの事です。
デジタル回路にはトランジスタとかMOS-FETとかがスイッチ的な役割をするために
入っているのは皆さんご存知と思います。
つまり、デジタル回路=スイッチのカタマリなのですね。
と、言う事は。
デジタル回路=スイッチのカタマリ=沢山のリレーとも考える事が出来て
リレーを組み合わせればデジタル回路が構成できる!!という結論に至れるわけです。
因みに、普通リレーを使った回路図を書く場合はラダー図
と言う書き方をするのですが、論理回路記述用に作られた図のくせに
慣れないと直感的に分かりにくかったりスパゲッティーになったりするので
リレー図
例外的ですが、こんな図を使って話を進めていく事にします。
Aに入力が入るとB入力がA’に繋がる。と言う感じです。


論理回路について

次に論理回路についてですが、ここで語ると大変なので
下のリンクからwikipedia先生に教えてもらってください;;
論理回路
ブール代数とか結構意味の分からん言葉が出てきますが忘れて大丈夫です(笑)


さて、教えてもらいましたでしょうか?
要はPCだろうと電卓だろうと、中に入ってる基本的なブツは
AND OR NOT の組み合わせでしか無い!
と言うことなのです。
つまり、トランジスタだろうとリレーだろうと何だろうと、その3素子を作ってしまえば
6割勝ったと同様と言う事なのです。

・・・と言うわけで早速6割の勝利を手にしましょう。
AND図
OR図
NOT図

結構変則的な使い方をしていますが、リレーで論理回路を構成する場合は
リレーの出力で重い付加を動かす訳ではないのでコモン端子を出力として使ったり
コイルを通った後の電流を出力として使ったりすることも可能です。
100%作れば動く回路を構築したい場合は右側の回路を、
構成次第では工夫が必要だが、安く仕上げたい場合などは左側の回路を使うと良いでしょう。

因みに、趣味ではあまりお勧めしないと言った理由はここに有ります。
趣味人は流石にそこまで時間が無いので、確実に動く右側の回路を使うことになるでしょう。
しかし、全部を右側の回路で作るとリレーの個数が洒落にならん事になるのです。
奥さんに怒られる事間違い無しです。そこら辺をよく考えた上で実行しましょう。


さて、後はこいつらをボリボリと電卓の中の人通りに組み合わせれば出来上がりです。
因みに高校の時の私は、電卓の中の人はこんな感じ
電卓の回路構成?
になっていると考えて製作をしていました。
さて、早速このブロック図ですが何かがおかしいですね。
そうです。
0~7までの加算しか考えていないです。
何故か?
予算がそれだけ分しか出なかったのです。
既に上のブロック図どおりに作ってもリレーを200個使う事が分かっており、
それ以上のリレー購入は学校が許してくれないのでした。
しかもこれを作っている時(高校時代)に某ノロウイルスに一家で感染してしまい、
これすら完成できていないと言う有様なのでした。チャンチャン

と言うわけなので、とりあえず今出来ている分の写真とPCBEやら何やらを晒して
オサラバすることとします。
暇が出来たら開発再開します。
ではノシ

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レジスタ回路図レジスタ表面
レジスタ裏面
↑レジスタA&B

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フルアダー回路図フルアダー表面
フルアダー裏面
↑全加算器(FULL-ADDER)

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D-FF回路図D-FF表面
D-FF裏面
↑D-FF(ディーフリップフロップ)

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クロックジェネレーター回路図クロックジェネレーター表面
クロックジェネレーター裏面
↑クロックジェネレーター(クロック回路)


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全体図
↑全体図


PS:PCBEを晒そうと思ったのですが、紛失した模様です。見つけ次第晒します。