自動リセット機能付きのイベント検知回路：Design Ideas

[Vasil Borodai，EDN]

　図1に示す回路は、ゲーム機において、いちばん最初にボタンを押したプレーヤーを示すために考案したものだ。すなわち、いちばん最初に生じたイベントを検知する回路である。各ボタン（スイッチS₂〜S_n＋1）には、そのボタンが押されたことを表示するためのLED（以下、表示用LED）がフォトカプラを介して接続されている。最初にボタンを押したプレーヤー（以下、プレーヤーnが最初に押したものとする）用以外の表示用LEDは、すべてリセットボタンが押されるまで状態が固定される。

　プレーヤーnがボタンS_n＋1を押すと、それに接続されたフォトカプラがオンになり、対応する表示用LED_nが点灯する。この表示用LED_nは、プレーヤーnがプッシュボタンから手を放しても点灯したままである。このとき、図1のノ ードAの電圧V_Aは約3.7Vに低下する。この電圧は、フォトカプラ内部のLED、フォトカプラ内部のトランジスタ、表示用LEDのそれぞれで生じる電圧を加算した値に等しい（1.3V＋0.6V＋1.8V＝ 3.7V）。この電圧の低下に対応して、緑色LEDが消灯する。

図1　最初にボタンを押したプレーヤーを表示する回路　

図2　図1のノードAの電圧変化　リセットボタンが押されると、最初にボタンを押したプレーヤーnに対応して点灯していた表示用LEDがオフになり、緑色LEDが点灯する。このとき、ノードAの電圧V_Aは9.2Vに戻る。

図3　コンデンサC₁の電圧変化　

　図2において、時間T₁はプレーヤーnがボタンを押した時間を表している。T₁以降は、ほかのプレーヤーがボタンを押しても状況を変えることはできない。ほかのフォトカプラがオンになるには、ノードAの電圧V_AがツェナーダイオードD₁の電圧である3.9V以上でなければならないからだ。

　リセットボタンが押される（図2の時間T₂）と、プレーヤーnに対応する表示用LED_nがオフになる。このとき、ノ ードAの電圧が9.2Vに復帰するので、緑色LEDが点灯する。

　この回路は、自動リセット機能も備えている。プレーヤーnがボタンを押してノードAの電圧が3.7Vに低下したとき（図3の時間T₁）、IC_1Aの1番端子と2番端子への入力が論理レベルのローになり、3番端子の出力はハイになる。それによって、コンデンサC₁への充電が始まる。その後、充電時間として約30秒（コンデンサC₁と抵抗R₃の値によって決まる）が経過すると（図3の時間T₂）、C₁の電圧が十分に高くなり、IC_1Bの4番端子の出力がローに変わる。すると、コンデンサC₂を介してパルス電流が流れ、そのとき、ノードAの電圧が約2Vになる。この動作により、フォトカプラ内部のLEDに流れていた電流が一時的に途切れる。その結果、回路が自動的にリセットされる。このとき、IC_1Aの3番端子の出力はローになり、IC_1Bの4番端子の出力がハイになるため、C₂の電荷が放電して回路の動作が初期状態に戻り、緑色LEDが点灯する。