僕は多くのセンサの例を通して見ていこうと思うが、ここでスタートするにあたって ATtiny45 のデータシートを見てみよう。 君たちが今週の課題をこなすにあたって、ほとんどが45を用いることになるだろう。これは44に似ているけれども、さらに小さいんだ。何せ、ピンが8つしかないバージョンだからね。でも、周辺装置はほとんど同じなんだ。 Tiny45は大量購入すると1ドル以下の安価な8ピンチップだけれども、この内部では多くの出来事が起こっている。 ピン デジタル信号としてピンから信号を受け取るという一連の流れは非常に複雑なメカニズムだ。 各々のピンにはプルアップ抵抗が設けられている。これはインプットがある時は接続されず、そうでない場合は接続される。あらゆる種類のイベントににより切り替えが起こる。だから単なるピンだけれとも多くの状態を取るんだ。 コンパレータ コンパレータに信号を送信するには２つの電圧を用いる方法が用いられる。出力が真か偽かは、その電圧がもう一方よりも高いか低いかに基づく。 この方法は便利だ。なぜならばこの処理は非常に高速に行うことができるからね。1クロックのサイクルで行うことができる。 君たちは２つのピンを比較するか、内部参照に対して比較するか、どちらかの方法を実施することができる。 また、マルチプレクサはどのピンに高い電圧をかけるか切り替えることができる。 以上が、コンパレータについてだ。 アナログ／デジタル変換器 次にアナログ／デジタル変換器について説明しよう。これは、はるかに複雑なものだ。 君たちはこれが極めて頑丈な部品だということに気がつくだろう。これは電圧を受け取り二進数に変換する。 君たちは２つの異なる電圧を読み取ることができる。直接的に電圧間の差異を読み取ることもできるし、増幅することもできる。 内部参照に対して電圧を比較することもできる。実際に温度を計測する時は内部参照を用いることになる。 変換する速度もコントロールすることもできる。低速で変換すれば正確になる。高速で変換すれば正確さは犠牲になるが、高速に読み取ることができるようになる。 そして、マルチプレクサによって君たちはどのピンを読み込むかを切り替えることができる。 それゆえに、AD/DAには多くの構成が存在するんだ。
では、AD/DAを取り扱うための一例として、データシートを取り上げよう。この核心となるのは、一連の表だ。この表を見れば、どのように抵抗器にビットを設定すれば良いのかが分かる。この場合だとどのピンを読むかと増幅するかどうかを見ればいい。 これらの表に慣れることは極めて重要だ。なぜならば、プロセッサと通信するソフトウェアのライブラリは君たちとこれらの抵抗器の状態の間を取り持つものだし、実際にこれこそがプロセッサの内部で起こることだからだ。 （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。