リレーで半加算器回路を構築する

2024年6月22日

半加算器とは

A	B	S	CO
0	0	0	0
0	1	1	0
1	0	1	0
1	1	0	1

リレーで半加算器回路を実現する

真理値表の出力SとCOそれぞれに注目してください。

ポイントは「出力Sに注目するとXOR回路と同じ」「出力COに注目するとAND回路と同じ」ということです。

つまり、XOR回路とAND回路を別々に作って、入力だけを連動させてしまえば半加算器を実現できるということです。

リレーでXOR回路とAND回路の作り方は次の記事で解説しました。

1つのリレーの2回路入っていること、入力はAとBの2つであることを考慮すると、（2C回路の）リレーが2つあればよいことになります。

以上より、半加算器の回路は次のようになります。

※回路が見やすいように4つのリレーがありますが、実際には重複していることに注意してください。入力A、BにつながるリレーをそれぞれリレーA、リレーBと名づけています。

ユニバーサル基板にリレーの半加算器を実装する

使用する部品

パーツの種類	型番・仕様	数量	備考
ユニバーサル基板	Sunhayato MODEL ICB-88	1枚
リレー	MATSUSHITAのDS2-S AG2329	2個	DC5V 2回路2接点リレー
赤色LED	不明	4個	手元にあったものを適当に使った。 LEDチェッカーで動作確認済み。 足が長いほうがアノード。
タクトスイッチ	TVDT18-050CB-T	2個	秋月電子通販コード:P-08078
カーボン抵抗	270Ω	4本	LEDの電流制限用。 使用する赤色LEDの仕様はわからないので、ざっくり順方向電圧VF=2Vとする。そして、流したい順方向電流を10mAとする。 LEDは4個あるが、すべて並列。 R=(V－VF)×100＝(4.5-2)×100＝250Ω⇒270Ω
電池ボックス	SBH-331AS	1個	単3電池3本用。 スイッチ、リード線つき。
ピンヘッダー	1行×2列	2個	電源を着脱しやすいように用意しただけなので、なくてもよい。
テストリードクリップ	TLA-105	1組	赤と黒の1組。 秋月電子
単3電池		3本	電源は4.5Vとする。 今回はコイル側と接点側の電源を共有する。
ダイオード	1N4148	2本	コイルサージ吸収のため。
スペーサー		4本	ストック品から適当に使った。
M3ネジ	8mm ※何でもよい。	4本	ユニバーサル基板にスペーサーを固定するため。
電線			結線用

回路

ユニバーサル基板に縦に2個リレーを配置することを考慮して、使用するピン番号を次のように設定しました。

※上下の回路において、入力状態確認回路、コイルサージ吸収回路、出力状態回路は重複して書かれていることに注意してください。

完成した実験回路

左上のLEDはCO、左下のLEDはSに対応しています。

実験風景

真理値表の4パターンをチェックします。