今回はロジックICを使って論理回路をいっぺんに体験しよう基板を製作てみました!
今回も基板設計ツールはいつものKiCadを使って、基板作成サービスはPCBWay https://www.pcbway.jp/ を利用しました。
※PRありです
論理回路とは?
論理回路とは論理演算する回路ことです。論理演算とは「1」を真、「0」を偽と見て、この「1」と「0」の2つの値で行う演算です。基本となる回路には、「AND回路(論理積回路)」「OR回路(論理和回路)」「NOT回路(否定回路)」の3つがあります。これらの基本機能を組み合わせることで、複雑な電子デバイスやシステムを構築することができます。
![](https://jcomet.com/wp-content/uploads/2022/08/220913_ANDkairo-300x158.png)
今回の基板
ロジックICを使った基板
さて、今回設計した基板がこちらです。
2個のボタンを押す(2つの入力)からそれぞれの論理回路がどのような出力を返すかいっぺんに見れるものです。論理回路の動作は文字で読む分には理解はできるのですが、感覚的に理解するのは難しいなと感じていました。そこで、今回の実際にボタンを押して結果を見ることができる体験ボードの設計を考えました。
基板設計ツールはいつものKiCadを使いました。
![](https://jcomet.com/wp-content/uploads/2023/09/2308_01_LogicCircuitExperienceBoard-1024x486.png)
プリント基板を発注する!
今回は「PCBWay(https://www.pcbway.jp/)」さんに基板を発注しました。
PCBwayは、高品質な基板をリーズナブルな価格で提供するサービスです。多くのオプションと迅速な対応が魅力で、個人のプロジェクトから企業の大量生産まで対応しています。
PCBWayで注文するときはKiCadのプラグインを使うと注文が楽にできます!このプラグインを入れておくとKiCadから直接PCBWayの注文画面まで飛ぶことができてガーバーデータのアップまで済ましてくれているというかなりうれしいものでした😊
![](https://jcomet.com/wp-content/uploads/2023/08/c2c96a12a32cd7a0b0b9f1b82c1df0bd.png)
![](https://jcomet.com/wp-content/uploads/2023/08/fc6927a4cd7fc6f068de9eb5d3ae4aff-300x169.png)
届いた基板
今回も注文した後、製造と配送含めてだいたい1週間くらいで届きました!
中国からの発送なのに思ったより早くてびっくりします。
PCBWayのロゴの入った白い箱で届きました。
基板も注文時に設定した青色でばっちりでした!
![](https://jcomet.com/wp-content/uploads/2023/09/01f814216a4856325aad9ecec8be4fcac6e39f9d6f-1024x768.jpg)
![](https://jcomet.com/wp-content/uploads/2023/09/01fa2f56a7e0daf945809563c2da690ad705fc01da-1024x768.jpg)
基板の組み立てと動作確認
今回使った部品リストも載せておきます。
![](https://jcomet.com/wp-content/uploads/2023/09/01ef139f3e24677f81fe336c8a0811413aeede5c5b_00001-1024x768.jpg)
- 4回路2入力NOR TC4001BP
- 4回路XOR TC4030BP
- 4回路2入力AND TC74HC08AP
- 4回路OR TC74HC32AP
- 2入力NANDゲート TC74HC00AP
- 6回路インバータ TC74HC04AP(F)
- ターミナルブロック
- タクトスイッチ
- スライドスイッチ
- 抵抗(LED用:1kΩ、タクトスイッチ用:10kΩ)
- LED
実はタクトスイッチの部分の配線を間違えてしまい、スイッチの向きを変えて取り付けなきゃいけなくなってしまいました。まあミスはミスなのですが、向きを変えただけで動作はできたので、無駄にならなかったのは良かったです。次に活かします!
完成した基板の動作確認
この基板では2個の入力Aと入力Bを設けています。
「NOT」だけ1入力動作なので、入力Aのみ対象になります。
以下が、完成した基板で行った各入力時の動作確認です。
入力なし(入力A→0、入力B→0)
![](https://jcomet.com/wp-content/uploads/2023/09/011983cea6e55ee2847d2774fe738c9ac7b555515a_00001-1-1024x768.jpg)
入力A | 入力B | 出力Y | |
AND | 0 | 0 | 0 |
OR | 0 | 0 | 0 |
NOT | 0 | – | 1 |
NAND | 0 | 0 | 1 |
NOR | 0 | 0 | 1 |
XOR | 0 | 0 | 0 |
Aのタクトスイッチを押す(入力A→1、入力B→0)
![](https://jcomet.com/wp-content/uploads/2023/09/015047a5b061ae1ade9dff640d368e1c317eae5bfa_00001-1024x768.jpg)
入力A | 入力B | 出力Y | |
AND | 1 | 0 | 0 |
OR | 1 | 0 | 1 |
NOT | 1 | – | 0 |
NAND | 1 | 0 | 1 |
NOR | 1 | 0 | 0 |
XOR | 1 | 0 | 1 |
Bのタクトスイッチを押す(入力A→0、入力B→1)
![](https://jcomet.com/wp-content/uploads/2023/09/01628f444dce3d97e80b0df6004eaa3f7d60410ea1-1024x768.jpg)
入力A | 入力B | 出力Y | |
AND | 0 | 1 | 0 |
OR | 0 | 1 | 1 |
NOT | 0 | – | 1 |
NAND | 0 | 1 | 1 |
NOR | 0 | 1 | 0 |
XOR | 0 | 1 | 1 |
AとB両方のタクトスイッチを押す(入力A→1、入力B→1)
![](https://jcomet.com/wp-content/uploads/2023/09/019a5b000ae7cb259be26716358ce8a7fd47820777_00001-1024x768.jpg)
入力A | 入力B | 出力Y | |
AND | 1 | 1 | 1 |
OR | 1 | 1 | 1 |
NOT | 1 | – | 0 |
NAND | 1 | 1 | 0 |
NOR | 1 | 1 | 0 |
XOR | 1 | 1 | 0 |
感想
PCBWay(https://www.pcbway.jp/)のサービスを利用して、論理回路を体験できるロジックIC基板を作成してみました!
また、「ロジックIC基板」プロジェクトを通じて、論理回路の理解を深めることができました。設計に失敗もありましたが、その失敗も貴重な学びとなりました。
今回も品物の届く速さ、質ともにPCBwayのサービスには大満足です😆
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