高等学校 情報Iの要点 コンピュータとプログラミング前編 #5

リュディアです。高等学校 情報Iの要点 コンピュータとプログラミング前編 をまとめていきます。

高等学校 情報Iの要点 コンピュータとプログラミング前編のまとめへのリンクをまとめておきます。

今回はコンピュータを使った計測、制御システムについて考えてみます。コンピュータというとすぐにプログラミングを思い浮かべると思うのですが、世の中には組込みまたは組込みコンピュータと呼ばれる領域があります。例えば、皆さんの家庭にある次のような製品にもコンピュータが含まれています。

エアコン
冷蔵庫
TV
自動車
スマートフォン

何となくわかりますよね？でも皆さんはこれらの製品に対してプログラミングはしないですよね？これらの製品は用途が限られているので、どのように動くかというプログラムが固定されています。開発現場では、これらの製品に対してもプログラミングを行っているのですが、完成品に対して利用者がプログラムを施すことは無い分野です。

これらの製品を眺めてみると、いずれも何かを検知して、その結果何らかの動作が起こるようになっていることに気づきますか？

何かを検知するとはどういうことでしょうか？エアコンを例にとってみてみましょう。

エアコンを動作させるときに皆さんは何をしますか？最近であればリモコンのオンボタンを押しますね。エアコン本体がリモコンからの赤外線を検知してオンになります。つまりエアコンには赤外線センサが搭載されているわけです。動作し始めると指定した室温になっているか、湿度になっているかを測定し続けます。つまり温度センサ、湿度センサが搭載されており、そのセンサから得られた値に合わせて稼働状態を調整します。

稼働状態を調整する場合はエアコンの室外機、室内機の可動部を調整することになります。センサの入力をコンピュータが処理しアクチュエータを通して物理的な機構を調整します。例えばエアコン室外機にはファンがついていますね。あのファンは物理的な機構であり、アクチュエータを通して制御されています。

これらの仕組みを図示すると以下のようになります。

センサで取得したデータがデジタル信号であれば直接コンピュータへの入力にできます。アナログ信号である場合はAD変換機、またはADコンバータを使う必要があります。AD変換機は Analog to Digital 変換器です。同様にコンピュータの出力はデジタル信号なのでアクチュエータがデジタル信号を受け取れる場合はそのまま利用できます。しかしアナログ信号しか受け付けないアクチュエータも存在します。その場合は DA変換機または DAコンバータを使う必要があります。

実際のシステムはもっと複雑ですがコンピュータを使った計測、制御システムの概要についてまとめました。

高等学校 情報Iの要点 コンピュータとプログラミング前編 に関するまとめの続きは以下からどうぞ。

では、ごきげんよう。