論理回路(Logic circuit)は惑星基地の建設で利用できる電力制御。
概要[]
v2.0 Beyondで導入された電力を使いスイッチなどの部品を組み合わせることで、様々な機能を持った論理回路(Logic)を作成することができる。 論理回路を用いて照明の制御や扉の開閉制御などを基地に組み込むことができる。 このページでは基地建設のアイデアに繋がる論理回路を紹介する。
はじめに[]
論理回路は複数の配電モジュールを組み合わせて作成するので、以下の点を心がけると良い。
- 作成に当たっては大きなスペースが必要になるため、ベーシックパーツの壁を何枚か繋げて作業場所を確保する。
- 設置するパーツ同士が近すぎると、送電線が繋げなかったり、削除した時に複数のパーツが消えてしまったりするので、パーツ同士は十分離して設置する。
- 複雑な機能の回路を作成する場合、配線図の下書きがあると良い。ゲーム内でぶっつけ本番で作成すると途中でミスをする可能性が高い。
- 最初に何を作りたいかを決めよう。単純な回路であっても、完成品を先にイメージしておいたほうが作成しやすい。
- 何を作りたいか決めたら、まずはテスト品だと思って作成しよう。レイアウトは気にせずに想定通りに動作するか確認しよう。
- 回路のテスト制作をする際は、フィルターの影響が小さめな惑星か肥沃や極寒環境の大気が青い惑星で制作するのがおすすめ。
- 無大気環境でも通常の回路の制作には問題はないが、重力の違いによりスフィアクリエイターの挙動が変わるので注意。
- 一部の惑星では、表示されるものの色が変わる。白黒のフィルターや反転フィルターがかかっているような惑星の場合は、出力しているのか判別しづらい。そういった基地で作成する場合は、別の惑星で先に回路を完成させてスクリーンショットで保存しておくと見ながら制作ができる。
- 複雑な回路の場合は、パーツ数に余裕があれば同じ出力先に向かう送電線を一纏めにしてから出力先に送電線を一本伸ばすことで管理がしやすくなる。
通電制御の遅延について[]
複雑な回路を組む場合、オートスイッチと電力変換器の通電制御には遅延があることを考慮する必要がある。
通電制御は内部的には、1秒間隔で「制御端子」(真ん中の端子)の入力状況をチェックし、直近のチェック結果によって通電/遮断を切り替える仕組みになっている。
このチェック間隔のことを「ティック」と呼ぶ。
1秒間隔でチェックされるということは、「制御端子」の入力状況が変わってから通電/遮断の切り替わるまで最大1秒の遅延(=1ティックの遅延)が発生する。
(運悪くチェック直後に「制御端子」に入力があると1秒後に通電/遮断が切り替わる、運良くチェック直前に「制御端子」に入力があると直後に通電/遮断が切り替わる)
「制御端子」のチェックは複数のオートスイッチ・電力変換器を設置した場合、すべてのパーツで同時に行われる。この仕様を利用することで様々な仕組みを作ることができる。
- 遅延を利用することにより通電のタイミングを制御する。
- 1ティックよりも長く通電するもの(ボタン)の出力の通電を1ティックに制御する。
組み合わせ回路[]
組み合わせ回路とは、パーツ自体の性質や各パーツを組み合わせることにより作成できる回路のこと。これは、入力されたものを出力する際に出力するかどうかの条件を付けることができる。
○○ゲートと呼ばれる回路を組み合わせることにより、様々なものを作成することができる。
この回路のタイプの特徴として、信号が発せられる開始地点から繋がる回路から順番に動作していく。
ゲート一覧[]
NOTゲート[]
ANDゲート[]
- ANDゲートとは、オートスイッチ自体が持つ回路。
- どれか一つの入力がオンになっている場合にのみ信号が出力される。
- 基本の作成方法は、オートスイッチ#使用例を参照。
NANDゲート[]
- NANDゲートとは、ANDゲートとは違い、どれか一つの入力がオンになっている場合のみ信号が出力される回路。
- どの入力もオフの場合は信号は出力されない。
ORゲート[]
- ORゲートとは、どれか一つの入力か全ての入力がオンになっている場合に信号が出力される回路。
- どの入力もオフの場合は信号は出力されない。
NORゲート[]
- NORゲートとは、全ての入力がオフになっている時のみに信号が出力される回路。
- どれか一つまたは全ての入力がオンになっている場合は信号は出力されない。
XORゲート[]
- XORゲートとは、入力が交互になっているかどちらか片方がオンでもう片方がオフの場合にのみ信号が出力される回路。
- どの入力もオフになっている場合や条件を満たしていない場合は信号は出力されない。
XNORゲート[]
- XNORゲートとは、すべての入力が同じ場合にのみ信号が出力される回路。
- それ以外の場合は信号は出力されない。
論理回路の例[]
初級編[]
パーツ数個で作成できる基本的な回路。
自動ドア回路[]
- 基本的な自動ドア回路
- 近接スイッチは案外反応範囲が広いので、設置する位置を工夫する必要がある。
並列近接スイッチ[]
パルスジェネレータ[]
逆流防止回路[]
中級編[]
On/Off個別スイッチ(ラッチ回路)[]
On/Off個別スイッチ(近接スイッチ版)[]
拡張可能なOn/Offスイッチ(T-フリップフロップ回路)[]
パルス延長回路[]
途切れずにセンサーに反応すると通電する回路[]
上級編[]
中級編クラスの論理回路を複数組み合わせた大規模な回路。
パスコード回路[]
- 図解
- 左から順番にボタン押下した場合のみ通電する(実際に使う場合はボタンの配置をランダムにする)
- 一番左のボタン押下で順序判定を開始し、順序を間違えた場合は一番左からやり直し
- Switch Circuit 2 を増やすと拡張可能
- ビルド例
実際の回路例。1番目を判定するための回路。
- 1番目を判定するための回路。1番目の回路へと繋がるボタンを押すことで信号が出力され、2番目以降の順番を判定する回路へと信号が送られる。
実際の回路例。左から順番にボタンを押すとライトが点灯する。
- 例えば、2番目以降の順番を判定する為の回路へ1番目からの信号が入っていた場合。2番目のボタンを押す時にこの回路が2番目のボタンに対応したものの場合は信号が3番目の回路へと入力される。
- 上記と同じ条件にて、2番目のボタンを押す時に3番目に繋がる回路のほうのボタンを押すと信号はカットオフ信号入力(1番目からやり直すための処理)となり、何もないところへ伸びている送電線へ信号が入力され、1番目のボタンを押すところからやり直しになる。
- 1番目のボタンを押していない場合は2番目以降のボタンを押しても何も起こらない。
ストップウォッチ[]
- 図解(ディスプレイ)
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- CounterCircuitに対応した数字表示ディスプレイ
- 反応速度優先、CounterCircuitへのパルス入力に対して1ティック(=1秒未満)で表示が切り替わる
- 発光部分はライトフロアかライトボックスを用いると良い、照明#カラーライト(6色)は近くに設置すると互いに通電してしまう。
- 図解(簡易表示)
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- CounterCircuitに対応した数字表示ディスプレイ
- パーツが少なくて済む簡易版、ただし表示切替に2ティック(=1秒以上2秒未満)かかる
- CounterCircuitへのパルス入力の瞬間にディスプレイが見えないなら、こちらで十分
- 完成例
完成例。正面から撮影。一の位のカウンター部分。
- カウンター回路の完成例。この回路だけでも一桁のカウンターは機能する。
完成例。上から撮影。こちらも一の位のカウンター部分
- ディスプレイ部分の回路に使用するスイッチ類は、画像のように1セットのものをずらしながら設置することで配線時に配線ルートの被りが起きにくくなる。
- 配線が複雑なものは管理しやすいように配線のルートづくりも重要になる。
- 複雑な回路の場合、どれがどの処理を行っているかが分かりやすいように目印の近くにまとめるのがおすすめ。
カウンター回路からの出力をそれぞれの数値ごとに分けたもの。
- 上記画像のようにカウンター回路から出力された数値を分けておくと、どの送電線がどの数値のものかどうかの確認がすぐに行える。
Excel論理回路シミュレータ[]
Excelのオートシェイプで論理回路を組んで動作シミュレーションできます。
回路の設計、テスト、配線の取り回しの検討などにご利用ください。
GoogleDriveのファイル共有からDL : https://drive.google.com/file/d/1g8Qb129pcOwQlfeyge_ye66QqbYV336T/view?usp=drivesdk
※製作者は Legend-of-viper です。
※シミュレーションのためのVBAマクロが組み込まれています。起動時に警告が表示されますが、ウィルス等は入っていませんのでマクロを有効にしてください。
※最終更新日を Legend-of-viper がコメント欄に記載します。ダウンロード前に最終更新日をチェックしていただき、万が一異なっている場合はファイルが改ざんされている恐れがあるため、ダウンロードしないでください。
参考資料[]
英wikiにも回路例が掲載されている。
- Basic Circuits(基本回路)
- Transmission Circuits(伝送回路)
- Pulse Circuits(パルス回路)
- Clock Circuits(クロック回路)
- Combinational Circuits(組み合わせ回路)
- Memory Circuits(メモリ回路)