ソフトウェア技術者のための電子回路 再学習: キルヒホッフの第一法則
キルヒホッフの第一法則は直感的に理解できます。
難しいこと考えるのは止めて、回路のどの点でも入ってきた電流の和と出て行く電流の和は一緒だと覚えておけば最低限こと足りると思います。
電子がどっかで発生したり、消えて無くなったりしないと考えちゃえば良いのかな。
ソフトウェア技術者のための電子回路 再学習: オームの法則
オームの法則とキルヒホッフの法則が分かったら簡単な回路の定常状態が計算できるようになります。ここから３つエントリ使ってその説明します。
最初は誰もが知ってるオームの法則
V=IR
抵抗に電圧Vをかけたら V/Rの電流Iが流れるよって理解してる人が多いのかなと思います。
図のように電池と抵抗を繋いだら電池の起電力で電子がガーッと動きます。電界かかってるのでドンドン加速しそうですが、抵抗の中には電子がゴツゴツぶつかって流れるのを妨げる物があるのである一定の速度で定常状態になります（一瞬です）。
その時に断面上を単位時間に通り過ぎる電荷量(∝電子数)が電流です。ゴツゴツぶつかる物が物質によって違ったり、断面積を半分にすれば通り過ぎる電子量も半分になります。この通りにくさを定量化したのがV＝IRのR（抵抗値）です。
V=IRは
「抵抗値Rの物に電位差Vをかけると電流がIだけ流れるよ」とも言えるし
「抵抗値Rの物に電流がI流れていたら、両端の電位差がVだよ」とも言えます。
電流が決まれば電圧が決まる。逆に電圧が決まれば電流値が決まります。
例えばR=10Ωの抵抗の場合、
両端の電位差:10V 電流値:1A
両端の電位差:5V 電流値:0.5A
両端の電位差1V 電流値:0.1A
のような値は取れますが、自由に電位差と電流の組み合わせが取れるわけではありません。片一方(電位差)が決まればもう片一方(電流値)が決まる。そのルールを示している式がV=IRと考える感覚がある人と、その感覚が無い人がいるな〜とソフトウェア技術者の人達と話をしていて感じました。
ソフトウェア技術者のための電子回路 再学習: 回路
最近、ソフトウェア技術者の人達にMake関連のことを話すことが増えてきているのだけど、どうも電子回路の基礎概念を理解するところにハードルがあるっぽいということがはっきり分かってきた。なので基礎概念であやふやな理解してそうな所を幾つか説明し直したら理解深まるんじゃないかと思って、厳密さを無視して説明していきます。
(電子回路興味あるんだけど、一回教科書も昔読んだんだけど、ハードウェアの人が喋ってることの意味が分からんなぁぐらいの人向けです)
電子"回路"と言うぐらいなので、基本的に電池のような電位差を発生する力(起電力)を持った物の＋端子とー端子をくるっと一回りでつなげて初めて意味を持ちます。
電池には起電力があります。プラス端子とマイナス端子の間に電位差を発生させる力です。普通の乾電池は1.2Vです。 図中のaのようにプラスとマイナスを繋がない場合、電流は流れずに何も起きません。bのように抵抗と豆電球をつないでプラス端子からマイナス端子に接続した時に電流が流れて豆電球が光ります。
何当たり前のこと言ってるんだ！とかなりの人が思うのですが、実は分かっているようで分かってないソフトウェア技術者は沢山います。
bの図で重要なのは、ある一定電流がずっと回路の中を流れ続けているということです（定常状態）。オームの法則やキルヒホッフの法則は、そういう定常状態の各点の電位と電流を求めるための公式です。
電子回路の勉強をしていくと、色んな式が出てくるのですが、上記のような定常状態についての式や、アナログ回路についての式や、過渡状態についての式などがあります。
オームの法則やキルヒホッフの法則を使って設計する時は、時間が経っても電圧や電流に変化がない回路の状態について設計していることをちゃんと把握しましょう。
図中２番めのMOS増幅回路でもMOSの端子間電圧をどれぐらいにするべきかということを設計しますが、最初に定常状態を考えて設計者が望む電位差になるように設計します。
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Androidの会神戸支部 DevCafe
丁度関西に行く用事と重なったので、Androidの会神戸支部のDevCafeに参加してきました。
神戸支部は Android x FPGA に興味を持った人たちがいるという話を聞いていたので楽しみにしていました。
実際に行ってみた所、いろいろ面白い話が聞けて楽しかったです。
以下の写真は、デモを見せてもらった、AndroidスマートフォンとFPGA上のNiosシステムのソフトウェアとの連携。
スマートフォンのタッチパネルに指を置いて画面上を自由にスライドさせると、その座標に応じて、FPGA側のLEDが点滅します。
連携をとる基礎的な部分を開発されています。
面白いデモや話を聞けて、大いに刺激を受けました。
GDD
google developer day に参加してきました。
展示でいっぱいいっぱいで、ひとつも講義を聴けなかったのですが、刺激的でした。
皆楽しげに技術の会話しているのが、すごく印象的でした。
スタッフも腰から風船浮かべてたり、学園祭のような雰囲気です。
次回も参加しようと思いました。
それより、アメリカの google I/O に行ってみたいかも。
