レギュレータ
お次に紹介する部品は、 レギュレータ だ。
これには入力側、グランド、出力側がある。 典型的なのは、入力側と出力側にそれぞれキャパシタを設けた構成だ。そして、何が起こるのかというと、レギュレータに広い範囲で電圧をかけると、これはある特定の電圧を出力する。 例えば、このデバイスは、データシートによると、30Vの電圧を出力する。つまり、30Vまで電圧を昇圧することができる。 そして、これは君が選定するデバイスによって異なる。例えば、こいつは3.3Vだし、こいつは5Vだ。そして、このデバイスは電圧を制限する。例えば、プロセッサは5Vもしくは3.3Vの電圧を必要とする。そして、こちら側にはバッテリを設置することができるだろう。このバッテリは9Vのものだ。そして、レギュレータによって僕たちは5Vの電圧を得る。この値はレギュレータによって違う。3.3V、1.8Vでもいい。そして僕たちはこうやってプロセッサに電力を供給するんだ。 もしも、レギュレータを両方繋いだら、プロセッサはオシャカだ。レギュレータを使う際にはいくつか注意事項がある。出力側のキャパシタは必須だ。レギュレータはコントロールループを実行する。そして、コントロールループが機能するためにはこのキャパシタが必要なんだ。 入力側のキャパシタはどちらかと言うと必須ではない。これは必要に応じて追加の電荷を供給するものだ。もしも、早急に基板を作らなきゃならない時なんかはレギュレータの入力側のキャパシタは必須ではない。よりスムーズに、 より安定にしたい場合は必須だけれどもね。 そして、レギュレータを使う上での注意事項は、バッテリを逆に接続してしまうと、回路がぶっ壊れるってことだ。 バッテリを逆さに接続したことが原因で、多くの最終課題の製作物が、デモンストレーション直前にぶっ壊れてきた。だから、やってしまいがちなのは、ダイオードからレギュレータに電流を流す時… 受講者：すみません。僕はレギュレータの入力側に設けるキャパシタの新型を手に入れましたよ。先生は電圧をいい感じに制限して安定に電流が流れるよっておっしゃってました。でもスイッチのオンオフによる衝撃は大きいですよね。 ああ。僕が描いた例を理解するためには、いくつかのやり方があるだろう。これを理解するためには、君たちにはオシロスコープが必要だ。もしも、電圧供給をオシロスコープで確認すれば、電源供給はいい感じのクリーンな直線を描く。もしも、ぐねぐね曲がった箇所が沢山あるならば、フィルタリング方法を見直した方がいい。 受講者：ええ。そういうぐねぐねした曲線が現れる場合に、一般的なのは、バッテリの代わりに安定化電源（ベンチ電源）を使っているってのはよくある話です。と言うのも、バッテリはかなりいい感じにフィルタリングされているからです。安定化電源は必要な電力を供給しますけれども、その精度の問題にぶち当たるでしょうね。 そうだね。電源の特性をよく見ておくことは賢明な考えだと思うよ。 先ほどの続きだが、もしも、君たちがレギュレータに繋がるようにダイオードを配置したとき、そのダイオードでちょっと電力を浪費してしまう。でも、バッテリに直に接続してしまうと、レギュレータが破損する。これは、オプション的ではあるが、保護する方法としては優れている。
（つづく） 講義の目次は 【和訳版】FabAcademy 2016 からご覧ください。 ※この記事は FabAcademy 2016 におけるニール・ガーシェンフェルド教授（MIT）による講義動画をもとに作成しました。正確な訳ではないので間違っていたら指摘いただけるとありがたいです。