マイクラで論理ろんり回路かいろ(ろんりかいろ)をまなぼう(だい7かい

投稿とうこうしゃ: | 2021ねん11月26にち

Learning logic circuits by Minecraft (part 7).

前回ぜんかいつづき、マイクラで論理ろんり回路かいろ(ろんりかいろ)をまなぼう、のだい 7かいです。

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たせしました!  今回こんかいは、マイクラのレッドストーン回路かいろで AND(アンド)回路かいろ、OR(オア)回路かいろ、NOT(ノット)回路かいろつくります。いままでの準備じゅんびがとてもやくちますよ!

NOT 回路かいろ

最初さいしょに、一番いちばん簡単かんたんな NOT 回路かいろ(インバーターともいます)からつくりましょう。

まず復習ふくしゅうです。NOT 回路かいろというのは、回路かいろくとこうなります。

だい 4かいで、真理しんりひょう(しんりちひょう)というのも勉強べんきょうしましたね。こんなのです。(今回こんかいは YouTube のビデオ説明せつめいわせて、0, 1 でなく、L, H でいています。)

入力にゅうりょく 出力しゅつりょく
L H
H L

つまり、入力にゅうりょくに L(L をにせとします)をれると出力しゅつりょくから H(しんとします)が、また、H をれると L がてくる回路かいろですね。簡単かんたんうと、入力にゅうりょくが「ひっくりかえって」出力しゅつりょくてくる回路かいろ、あるいは、入力にゅうりょく反対はんたい出力しゅつりょくてくる回路かいろのことを、NOT 回路かいろいます。

さて、Minecraft(マイクラ)のレッドストーン回路かいろで、これをどうやってづくりましょう。

以前いぜんにもおはなししたように、これをレッドストーントーチのテクニックで簡単かんたんつくることもできるのですが、今回こんかいはあくまでも勉強べんきょうですので、テクニックなしでつくります。

だい 4かいで、レッドストーンコンパレーターで簡単かんたん論理ろんり回路かいろつくったことをおぼえていますでしょうか?  こんなのです。

今後こんごは、この回路かいろをレッドストーンコンパレーターの基本きほん回路かいろ(きほんかいろ)とぶことにしましょう。この回路かいろ回路かいろくと、つぎのようになります。(これも説明せつめいしましたね。)

今回こんかいは、この回路かいろをうまく使つかって、NOT 回路かいろつくります。

さて、この基本きほん回路かいろ真理しんりひょうてみましょう。

入力にゅうりょくA 入力にゅうりょくB 出力しゅつりょく
L L L
L H L
H L H
H H L

このなかに、じつは NOT 回路かいろ真理しんりひょうかくれています。

そう。入力にゅうりょく A が H のときは、入力にゅうりょく B と出力しゅつりょく関係かんけいが NOT 回路かいろになっているのです。(むずかしいかな?)

その部分ぶぶんだけ、してみましょう。

入力にゅうりょくA 入力にゅうりょくB 出力しゅつりょく
H L H
H H L

かりますか?  つまり、入力にゅうりょく A を H に固定こていしてしまえば、この回路かいろは NOT 回路かいろとしてはたらくのです。

マイクラのレッドストーン回路かいろで、入力にゅうりょく A を H に固定こていする方法ほうほうはいくつかあります。一番いちばん簡単かんたんなのは、入力にゅうりょく A につないだレバーをオン(H)にしたままにすればいのです。もっと綺麗きれいなやりかたは、レバーでなく、レッドストーントーチを入力にゅうりょく A につな方法ほうほうです。

これは、ビデオでてみてくださいね。

AND 回路かいろ

つぎに AND 回路かいろです。回路かいろではこうきます。

真理しんりひょうは、こんなでした。

入力にゅうりょくA 入力にゅうりょくB 出力しゅつりょく
L L L
L H L
H L L
H H H

つまり、入力にゅうりょくすべてが H のとき、出力しゅつりょくが H になる回路かいろですね。

これも、レッドストーンコンパレーターの「基本きほん回路かいろ」からつくることができます。もう一度いちど基本きほん回路かいろ回路かいろてみます。

この回路かいろると、みぎ半分はんぶんが AND 回路かいろだということがかります。ひだりにある NOT 回路かいろ邪魔じゃまなのですね。この NOT 回路かいろのぞくことができれば、AND 回路かいろになります。うまい方法ほうほうはないでしょうか?

じつは、うまい方法ほうほうがあります。入力にゅうりょく B に、もうひとつ NOT 回路かいろつないでみましょう!

この回路かいろ真理しんりひょういてみます。

入力にゅうりょくA 入力にゅうりょくB 出力しゅつりょく
L L L
L H L
H L L
H H H

なんと、AND 回路かいろおなじになっています。なぜでしょう!?

じつは、NOT 回路かいろを 2つたてつなげると、その回路かいろは「いのとおなじ」になってしまうのです。さきほど説明せつめいしたように、NOT 回路かいろというのは「入力にゅうりょく反対はんたい出力しゅつりょくてくる」回路かいろです。ですから、2つたてつなげると、「反対はんたい反対はんたい」で、もともどってしまうわけですね。

このように、回路かいろたてに(順々じゅんじゅんに)べてつなぐことを、縦続じゅうぞく接続せつぞく(じゅうぞくせつぞく)とびます。英語えいごで cascade(カスケード)ともいます。ここでは、NOT 回路かいろが 2つ縦続じゅうぞく接続せつぞくになっています。

ねんのため、NOT 回路かいろを 2つたてつないだ回路かいろ真理しんりひょういておきます。

入力にゅうりょく 出力しゅつりょく
L L
H H

さきほどのビデオでは、このあたりから AND 回路かいろ説明せつめいになります。

追記ついき(11月30にち): もうすこくわしく説明せつめい

ビデオを御覧ごらんいただいたほうから、AND 回路かいろ説明せつめいむずかしいという指摘してきいただいたので、もうすこかりやすく説明せつめいしたいとおもいます。うえ説明せつめいで、AND 回路かいろは、レッドストーンコンパレーターの「基本きほん回路かいろ」と NOT 回路かいろわせでつくれるというおはなしをしました。

レッドストーン回路かいろつくった AND 回路かいろ以下いかしめします。

ここで、右側みぎがわあおわくかこった部分ぶぶんがレッドストーンコンパレーターの基本きほん回路かいろです。そして、左側ひだりがわ黄色きいろせんかこった部分ぶぶんが NOT 回路かいろです。「基本きほん回路かいろ」の正面しょうめんと、NOT 回路かいろ上側うわがわ(NOT 回路かいろ使つかっているコンパレーターのよこがわ)に、それぞれ入力にゅうりょくようのレバーをつないでいます。

なお、ビデオでも簡単かんたん説明せつめいしましたが、あおわくなかのレッドストーンダストは、すくなくとも 3ブロック必要ひつようです。これは、うえなか数字すうじしめしたように、NOT 回路かいろ出力しゅつりょくのレッドストーン信号しんごうつよさが 14なので(コンパレーターの入力にゅうりょく出力しゅつりょくおなつよさになるということに注意ちゅうい)、あおわくなかのコンパレーター正面しょうめん入力にゅうりょくは、13以下いかでないと「基本きほん回路かいろ」がただしく動作どうさしないためです。(これはだい 4かい紹介しょうかいしました。)

OR 回路かいろ

最後さいごが OR 回路かいろです。

真理しんりひょうはこうなります。

入力にゅうりょくA 入力にゅうりょくB 出力しゅつりょく
L L L
L H H
H L H
H H H

つまり、入力にゅうりょくのどれかが H のとき、出力しゅつりょくが H になるのが OR 回路かいろでした。

この OR 回路かいろは、マイクラのレッドストーン回路かいろ簡単かんたんつくることができます。レッドストーンコンパレーターはりません。単純たんじゅんに、2つの入力にゅうりょく信号しんごうをレッドストーンダストでつないでしまえばいのです。

ただし、ビデオでも説明せつめいしているように、ただレッドストーンダストでつなぐと、ある信号しんごうがどちらかたのかからなくなってしまいます。かりやすくするためには、レッドストーン信号しんごう一方向いちほうこうにしかつたわらないように、レッドストーンリピーター(だい 3かい説明せつめいしました)をあいだはさむのがいでしょう。(ただし、レッドストーンリピーターをはさむと、信号しんごうに 1ティックの遅延ちえんおくれ)が発生はっせいします。)

OR 回路かいろ説明せつめいは、ビデオのこのあたりからはじまります。

今日きょうはここまで。次回じかいは、すこむずかしいはなしはおやすみにして、レッドストーントーチの不思議ふしぎ性質せいしつについて調しらべてみましょう!

なお、以下いかの YouTube チャネルに登録とうろくいただくと、あたらしい教材きょうざい公開こうかいされたときにすぐ御覧ごらんいただけます。ぜひ、登録とうろくをおねがいいたします!  また、ビデオで勉強べんきょうになったら、いいねボタンをしていただけるとうれしいです。

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