ロジック回路 実験：AND/OR/NOT 基礎

ロジック回路を理解する実験：AND/OR/NOT を使ってみよう

電子工作やデジタル回路に興味を持つきっかけとなるような、ロジック回路（AND/OR/NOT）を実際に組み立てて理解するための実験について紹介します。これらの基本的なロジックゲートは、現代のコンピュータやデジタルデバイスの基盤となる重要な要素です。

必要なもの

この実験を行うために、以下のものが必要です。

• LED 8個
• 抵抗 220Ω 8個
• ブレッドボード
• ジャンパーワイヤー
• 9Vバッテリーとバッテリーコネクタ

ANDゲートの作成

ANDゲートは、入力信号全てが“ON”の状態であれば出力が“ON”になるゲートです。ブレッドボード上にLEDと抵抗を配置し、以下の回路を作成します。

    LED1  --/\/\-- 抵抗1 --/\/\-- LED2
    LED1   --/\/\-- 抵抗2 --/\/\-- LED3
    LED1   --/\/\-- 抵抗3 --/\/\-- LED4
    

各LEDは抵抗を通して9Vバッテリーに接続されています。ブレッドボード上にLEDと抵抗を配置し、LED1, LED2, LED3, LED4 のうち、全てが点灯している場合にのみLED5が点灯するように接続します。 LED1, LED2, LED3, LED4 のうちどれか一つでも消灯すれば、LED5は消灯します。

ORゲートの作成

ORゲートは、入力信号の少なくとも一つが“ON”の状態であれば出力が“ON”になるゲートです。同様に、ブレッドボード上にLEDと抵抗を配置し、以下の回路を作成します。

    LED1  --/\/\-- 抵抗1 --/\/\-- LED2
    LED2  --/\/\-- 抵抗2 --/\/\-- LED3
    LED1  --/\/\-- 抵抗3 --/\/\-- LED4
    

この場合、LED1, LED2, または LED3 のうちどれか一つでも点灯すれば、LED4 は点灯します。LED1, LED2, LED3 のうち全てが消灯すれば、LED4 は消灯します。

NOTゲートの作成

NOTゲートは、入力信号の状態を反転させます。つまり、入力が“ON”なら出力は“OFF”、入力が“OFF”なら出力は“ON”となります。 NOTゲートは、入力信号に抵抗とLEDを接続し、9Vバッテリーからの電源を抵抗を通して接続します。 入力信号が“ON”なら、LEDが消灯し、入力が“OFF”ならLEDが点灯します。

    LED  --/\/\-- 抵抗 --/\/\-- LED
    

この回路では、入力信号が“ON”ならLEDが消灯し、入力が“OFF”ならLEDが点灯します。

まとめ

これらの基本的なロジックゲートを実際に組み立てて操作することで、論理演算の基礎を理解することができます。 組み合わせて回路を構築することで、さらに複雑な論理回路を作成することも可能です。 これらの知識は、電子工作やデジタル回路を学ぶ上で非常に役立ちます。