実 験 論 文 技 術 報 告 書 のための テクニカルイラストレーター VDD 14 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 7 VSS S 相 R 相 T 相 JavaScript 理 工 学 図 書
目 次 作 図 する 前 の 準 備 第 1 章 デジタル 回 路 記 号 1.1 OR 回 路 8 1.2 NOR 回 路 29 1.3 NOT 回 路 32 1.4 AND 回 路 38 1.5 NAND 回 路 43 1.6 EX-OR 回 路 46 1.7 EX-NOR 回 路 49 演 習 問 題 53 第 2 章 アナログ 回 路 記 号 2.1 抵 抗 器 58 2.2 コイル 63 2.3 コンデンサ 66 2.4 ダイオード 70 2.5 発 光 ダイオード 76 2.6 トランジスタ 79 2.7 電 界 効 果 トランジスタ 86 2.8 フォトダイオード 101 2.9 フォトトランジスタ 104 2.10 フォトカプラ 108 2.11 オペアンプ 112 2.12 電 池 交 流 電 源 フレーム 接 続 接 続 点 115 演 習 問 題 120 4
第 3 章 シーケンス 制 御 回 路 記 号 目 次 3.1 押 しボタンスイッチ 124 3.2 電 磁 リレーと 接 点 129 3.3 表 示 灯 ベル ブザー 134 3.4 タイマ 141 3.5 リミットスイッチ 147 3.6 プログラマブルロジックコントローラ 151 演 習 問 題 155 第 4 章 電 気 物 理 などで 用 いる 部 品 4.1 電 気 磁 気 学 で 使 う 環 状 鉄 心 160 4.2 単 相 三 相 誘 導 モータ 166 4.3 ばねとコイル 178 4.4 電 子 矢 印 小 球 184 演 習 問 題 189 第 5 章 正 確 な 直 線 曲 線 を 描 くための 言 語 5.1 JavaScript の 使 い 方 192 5.2 直 線 を 描 く 196 5.3 長 方 形 楕 円 多 角 形 などを 描 く 202 5.4 色 204 5.5 グラフ 用 紙 を 描 く 210 5.6 三 角 関 数 を 描 く 234 演 習 問 題 253 演 習 問 題 解 答 267 参 考 文 献 321 索 引 322 5
第 1 章 デジタル 回 路 記 号 1 デジタル 回 路 記 号 電 気 製 品 の 中 には 多 くのアナログ 回 路 部 品 や 集 積 回 路 ICのような 電 子 回 路 部 品 が 使 われています テレビ 電 子 レンジ パソコンなどに 使 われて いるデジタル 回 路 は いろいろな 論 理 回 路 (OR 回 路 AND 回 路 など) 部 品 で 構 成 されています これらに 使 われるデジタル 回 路 の 記 号 には MIL 規 格 があり 全 世 界 で 最 も 使 われていますので この 記 号 の 描 き 方 を 学 びます 1.1 OR 回 路 図 記 号 真 理 値 表 と 論 理 式 真 理 値 表 入 力 出 力 A B X = A+ B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 説 明 論 理 式 X = A+ B OR 回 路 の 図 記 号 真 理 値 表 および 論 理 式 が 示 されています デジタルI CであるOR 回 路 を 動 作 させるためには 電 源 を 必 要 とします その 電 源 電 圧 は5V のものもあれば2V のものもあります これからの 説 明 は 電 源 電 圧 5V をICに 加 えて 動 作 するものとして 考 えます 入 力 端 子 A B に 入 力 電 圧 5V 0V が 加 わると 出 力 端 子 X は5V にな ります 入 力 電 圧 5V が 真 理 値 表 でいう1に 相 当 し 0V が0に 相 当 します OR 回 路 は 論 理 和 回 路 ともいわれ 1+1=1となり 入 力 端 子 A B に 入 力 電 圧 5V 5V が 加 わると 出 力 端 子 X は5V になります デジタル 回 路 に 使 われるICの 規 格 は 次 のホームページにアクセスする と 詳 しい 情 報 を 得 ることができます 東 芝 セミコンダクター 社 http://www.semicon.toshiba.co.jp/ 8
(5) CAD 円 弧 ツール(2 点 指 定 ) を 使 って 円 弧 を 描 きます 1.1 OR 回 路 CAD 円 弧 ツール(2 点 指 定 ) をクリックします 正 三 角 形 右 側 下 のA 点 をクリックし 右 側 上 のB 点 をクリックします 半 径 8.000 と 入 力 します B 円 弧 ができます A 15
2.3 コンデンサ 線 幅 0.26mm 線 幅 0.70mm 完 成 したコンデンサの 図 記 号 です 電 解 コンデンサは 完 成 したコンデンサの 図 記 号 左 上 にプラス(+) 記 号 を 文 字 ツールを 使 って 付 加 します プラス 記 号 が 大 きい 場 合 は 変 形 - 拡 大 縮 小 70%にします もうひとつの 電 解 コンデンサの 旧 図 記 号 は 斜 線 を3 本 描 きます 完 成 した 電 解 コンデンサの 図 記 号 選 択 ツールを 選 択 し コンデンサ 全 体 を 囲 みます オブジェクト-グループを 選 択 して コンデンサをシンボルパネル 内 にド ラッグします シンボルオプションが 表 示 されるので 名 前 などを 入 力 します これらを 使 用 するときは 縮 小 または 拡 大 します 強 調 したコンデンサにしたい 場 合 は 線 の 太 さを 0.35 以 上 にするとよいで しょう (3) アナログ 部 品.ai というファイル 名 で 保 存 します 69
2.10 フォトカプラ 拡 大 縮 小 を 70%にします 次 のような 位 置 に 矢 印 を 描 きます エミッタの 矢 印 の 描 き 方 は JIS C 0617 によるトラ ンジスタの 図 記 号 を 参 照 し てください 完 成 したフォトカプラの 図 記 号 です (5) 旧 図 記 号 は ダイオードの 記 号 とエミッタの 矢 印 の 位 置 が 違 うだけで すから 描 き 方 は 省 略 します オブジェクト-グループを 選 択 して フォトカプラをシンボルパネル 内 にド ラッグします シンボルオプションが 表 示 されるので 名 前 などを 入 力 します これらを 使 用 するときは 縮 小 または 拡 大 します 強 調 したフォトカプラにしたい 場 合 は 線 の 太 さを 0.35 以 上 にするとよい でしょう (6) アナログ 部 品.ai というファイル 名 で 保 存 します 111
第 2 章 問 題 11 アナログ 回 路 記 号 次 の DC モータ 制 御 回 路 をデザインしなさい 122
第 4 章 電 気 物 理 などで 用 いる 部 品 4 電 気 物 理 などで 用 いる 部 品 電 気 物 理 などの 法 則 方 程 式 をしっかりと 内 容 を 捉 えて それを 図 式 化 することは 内 容 の 理 解 を 助 けるために 必 要 なことです その 図 式 化 された 図 を 見 て 物 事 の 現 象 の 仕 組 みが 一 段 と 理 解 できるようになります 具 体 的 な 内 容 を 通 してイラストレーターの 基 礎 を 学 んでいきます 4.1 電 気 磁 気 学 で 使 う 環 状 鉄 心 図 説 明 身 近 なところで 使 われている 環 状 鉄 心 は 電 柱 の 上 にある 柱 上 変 圧 器 があ ります 変 圧 器 の 役 目 は 電 力 会 社 から 供 給 される 6600V の 高 い 電 圧 を 家 庭 内 で 使 いやすいように 100V や 200V の 電 圧 に 下 げることです この 変 圧 器 に 使 用 している 鉄 心 の 材 料 は 鉄 にケイ 素 を 数 % 混 ぜたもので 変 圧 器 は 方 向 性 ケイ 素 鋼 板 を 何 枚 も 重 ねて 作 られています 方 向 性 ケイ 素 鋼 の 比 透 磁 率 は 40000 と 非 常 に 高 い 比 透 磁 率 を 持 っています 変 圧 器 のように 環 状 鉄 心 を 使 うことによって 効 率 よく 電 力 の 輸 送 分 配 が できるようになりました 160
4.2 単 相 三 相 誘 導 モータ 単 相 誘 導 モータ 三 相 誘 導 モータ オブジェクト-グループを 選 択 して 単 相 誘 導 モータ 三 相 誘 導 モータを シンボルパネル 内 にドラッグします シンボルオプションが 表 示 されるので 名 前 などを 入 力 します (13) 電 気 物 理 などで 用 いる 部 品.ai というファイル 名 で 保 存 します 177
第 4 章 電 気 物 理 などで 用 いる 部 品 4.4 電 子 矢 印 小 球 図 説 明 原 子 の 構 造 は 正 の 電 気 をもつ 陽 子 と 電 気 をもたない 中 性 子 からなる 原 子 核 が 原 子 の 中 心 にあり そのまわりに 負 の 電 気 をもつ 電 子 から 成 り 立 って います 原 子 が 電 子 の 不 足 状 態 になれば 原 子 は 全 体 として 正 の 電 気 をもつ ことになり これを 陽 イオンといいます 原 子 が 電 子 の 過 剰 状 態 になれば 原 子 は 全 体 として 負 の 電 気 をもつことになり これを 陰 イオンといいます 電 子 の 電 荷 量 = 1.602176462 10-19 [ C ] 電 子 の 質 量 = 9.10938188 10-31 [ kg ] 陽 子 の 電 荷 量 = 1.602176462 10-19 [ C ] 陽 子 の 質 量 = 1.67262158 10-27 [ kg ] 中 性 子 の 質 量 = 1.67492716 10-27 [ kg ] どのように 力 が 加 わっているかを 表 すのに 大 きさと 向 きが 必 要 なときがあ り そのようなときベクトルを 使 い ベクトルを 表 現 するのに 矢 印 を 使 います 物 体 に 力 が 加 わることによって その 物 体 の 方 向 が 変 化 することがあります 一 つの 物 体 に 二 つ 以 上 の 力 が 働 くと 合 成 さ れた 力 の 方 向 に 物 体 が 移 動 します 184
第 4 章 問 題 20 電 気 物 理 などで 用 いる 部 品 次 のヘリウム 電 子 配 置 図 をデザインしなさい 問 題 21 次 のコイルに 直 流 電 圧 と 交 流 電 圧 を 加 えた 図 をデザインしなさい 問 題 22 次 の 磁 石 がつくる 磁 力 線 をデザインしなさい 190
第 5 章 正 確 な 直 線 曲 線 を 描 くための 言 語 線 形 グラフ 用 紙 に 三 次 方 程 式 を 描 くプログラム yoko_kei = 24; // 横 の 罫 線 の 数 tate_kei = 18; // 縦 の 罫 線 の 数 startx = 100; // 罫 線 を 書 くx 座 標 スタート 位 置 starty = 100; // 罫 線 を 書 くy 座 標 スタート 位 置 dx = 20; // 罫 線 の 間 隔 dy = 20; // function setcmykcolor(c,m,y,k) { var mycolor=new CMYKColor; mycolor.cyan=c; mycolor.magenta=m; mycolor.yellow=y; mycolor.black=k; return mycolor; } 220
第 5 章 正 確 な 直 線 曲 線 を 描 くための 言 語 問 題 26 振 幅 変 調 周 波 数 変 調 を 周 波 数 と 時 間 を 用 いて 表 示 しなさい ただし 搬 送 波 信 号 波 振 幅 変 調 波 周 波 数 変 調 波 は 次 の 式 を 使 うものと します 搬 送 波 y0=v_c*math.sin(w_c*t1) 信 号 波 y0=v_s*math.sin(w_s*t1) 振 幅 変 調 波 y0=v_c*(1+mod_a*math.sin(w_s*t1))*math.sin(w_c*t1) 周 波 数 変 調 波 y0=v_c*math.sin(w_c*t1+mod_f*math.sin(w_s*t1)) 256
演 習 問 題 問 題 27 次 の 式 を 利 用 して 方 形 波 ができる 過 程 の 図 を 示 しなさい 基 本 波 基 本 波 ~ 第 3 調 波 基 本 波 ~ 第 5 調 波 基 本 波 ~ 第 7 調 波 基 本 波 ~ 第 9 調 波 基 本 波 ~ 第 15 調 波 257
第 5 章 正 確 な 直 線 曲 線 を 描 くための 言 語 問 題 28 搬 送 波 の 周 波 数 が 12500Hz 信 号 波 の 周 波 数 が 2000Hz とする 搬 送 波 を 信 号 波 で 振 幅 変 調 してできる 上 側 波 下 側 波 搬 送 波 のスペクトル を 高 速 フーリエ 変 換 FFT を 用 いて 求 めるプログラムおよび 文 を 完 成 しなさい 258
演 習 問 題 解 答 問 題 24 yoko_kei = 24; // 横 の 罫 線 の 数 tate_kei = 18; // 縦 の 罫 線 の 数 startx = 100; // 罫 線 を 書 くx 座 標 スタート 位 置 starty = 100; // 罫 線 を 書 くy 座 標 スタート 位 置 dx = 20; // 罫 線 の 間 隔 dy = 20; // function setcmykcolor(c,m,y,k) { var mycolor=new CMYKColor; mycolor.cyan=c; 293
問 題 25 yoko_kei = 10; // 横 の 罫 線 の 数 tate_kei = 18; // 縦 の 罫 線 の 数 startx = 100; // 罫 線 を 書 くx 座 標 スタート 位 置 starty = 100; // 罫 線 を 書 くy 座 標 スタート 位 置 dx = 20; // 罫 線 の 間 隔 dy = 20; // function setcmykcolor(c,m,y,k) { var mycolor=new CMYKColor; mycolor.cyan=c; mycolor.magenta=m; mycolor.yellow=y; mycolor.black=k; return mycolor; } 298
索 INDEX 記 号 数 字 && 222 ( 株 )ルネサステクノロジ 32 74HC00 53 74HC04 53 74HC14 54 74HC266 54 アルファベット A activedocument 197 add( ) 192 Adobe Illustrator 6 Adobe Illustrator CS3 6 AND 回 路 38 app 192 AppleScript 192 a 接 点 124 B Black 204 BU 134 b 接 点 124 C 引 CAD 楕 円 ツール 117 CAD 楕 円 ツール( 中 心 から 描 画 ) 281 CAD テキストを 表 示 する 10 Chroma 204 CMRR 112 CMYK 196 contents 192 cos x 238 D DC モータ 制 御 回 路 122 documents 192 E ellipse 202 EXCLUSIVE-OR 回 路 46 EX-NOR 回 路 49 EX-OR 回 路 46 ExtendScript Toolkit 2.exe 195 F FET 86 FFT 258 filled 223 for 文 211 Function 関 数 208 CADTools 5J 6 CAD 円 弧 ツール(2 点 指 定 ) 175 CAD 円 弧 ツール( 半 径 指 定 ) 117 322
索 引 G GaAs 76 GaP 76 GN 134 H Hot Door 社 6 Hue 204 HVC 値 204 J JavaScript 言 語 192 JIS C 0617 58 JIS 慣 用 色 204 jsx 193 K K 204 keytone 204 L LED 134 M Mac OS 192 Magenta 204 Math.cos( ) 241 Math.log( ) 225 Math.PI 302 Math.pow( ) 264 Math.sin( ) 262 Math.tan( ) 245 Metal 86 method 202 MOS 型 電 界 効 果 トランジスタ 86 MOS 構 造 86 N NAND 回 路 227 NEC エレクトロニクス( 株 )108 NOR 回 路 29 NOT 回 路 32 NPN 型 高 周 波 用 79 NPN 型 低 周 波 用 79 NPN 型 トランジスタ 79 NTC サーミスタ 58 NXP セミコンダクターズ 49 N 型 半 導 体 70 N 層 101 N チャネル MOS 型 電 界 効 果 トラン ジスタ 98 N チャネル 接 合 型 電 界 効 果 トランジ スタ 98 323