【リレー回路】NAND回路の回路図と動作

00_【リレー回路】NAND回路の回路図と動作

NAND回路とは、入力条件のすべてがONしたときのみ、出力条件がOFFする回路です。言い換えると、入力条件のいずれか1ヶでもOFFだと出力条件がONする回路です。

AND回路を反転した回路(NOT AND回路)であることからNAND回路、もしくは否定論理積回路とも呼ばれています。

リレー回路におけるNAND回路を用いることで複数のスイッチが、すべて押されたときのみランプが消灯する回路などが組めるようになります。
NAND回路の動作
このNAND回路の動作はややこしく感じるかもしれませんが、AND回路の反転と考えると覚えやすいかと思います。この記事でNAND回路について理解を深めて頂ければ幸甚です。

この記事では、リレー回路で作る「NAND回路」の回路図と動作を解説します。

1.作成するNAND回路の仕様

以下の仕様のNAND回路を作成します。

仕様
スイッチ(緑)かつスイッチ(赤)が押されたときのみ、ランプ(緑)が消灯する。

AND回路の場合「スイッチ(緑)かつスイッチ(赤)が押されたときのみ、ランプ(緑)が点灯する。」仕様になります。

ランプ(緑)の点灯/消灯が出力条件になり、この出力条件がNAND回路はAND回路の逆になります。

2.NAND回路の回路図

NAND回路の回路図は以下のようになります。

NAND回路の回路図

今回はNAND回路はリレー(継電器)を使用します。

スイッチ(緑)とスイッチ(赤)を直列にリレーのコイルと接続することにより、AND回路を作ります。

リレーのb接点で信号を反転することにより、ANDの逆であるNAND回路が完成します。

回路図の解説(一連のイメージ)

繰り返しですが、作成するNAND回路は「スイッチ(緑)かつスイッチ(赤)が押されたときのみランプ(緑)が消灯する。」回路です。


スイッチ(緑)とスイッチ(赤)の両方を押していないとき、各々のa接点はOFF(開放)しています。この状態ではリレーのコイルには電流は流れていません。

リレーのコイルに電流は流れていないので、リレーのb接点はON(導通)します。

リレーのb接点はON(導通)すると、ランプ(緑)に電流が流れて点灯します。

NAND回路の解説1

赤い矢印は電流が流れていることを表しています。

メモ
リレーのb接点は、リレーのコイルが励磁していないときにON(導通)する接点です。

スイッチ(緑)のみ押したとき、スイッチ(緑)のa接点はON(導通)しますが、スイッチ(赤)のa接点はOFF(開放)しているので、この状態もリレーのコイルには電流は流れません。

NAND回路の解説2

スイッチ(赤)のみ押した場合も同様です。

スイッチ(緑)とスイッチ(赤)の両方が押されたとき、各々のa接点はON(導通)してリレーのコイルに電流が流れます。

リレーのコイルに電流が流れてONすると、リレーのb接点はOFF(開放)します。

リレーのb接点がOFF(開放)すると、ランプ(緑)に電流が流れずに消灯します。

NAND回路の解説3

このように、リレーのb接点を用いることで出力結果を反転(逆)にすることができます。今回はスイッチ2ヶのAND回路を反転してNAND回路を作成しました。

3.使用する部品

このNAND回路を作成するため、以下のものが必要です。

  • 押しボタンスイッチ(a接点有)
  • 押しボタンスイッチ(a接点有)
  • ランプ
  • リレー(b接点有)
  • スイッチング電源

私が作成した回路はDC24Vを電源とする回路です。スイッチング電源は24Vを使用しました。

NAND回路の様子

配線の様子です。上記の回路図に則り配線してあります。

4.実際の動作

記事冒頭のGIFと重複しますが、実際の動作は以下のようになります。

NAND回路の動作

スイッチ(緑)かつスイッチ(赤)が押されたときのみ、ランプ(緑)が消灯します。

5.おわりに

リレー回路で作る「NAND回路」の配線と動作を解説しました。

「b接点」はコイルがON(励磁)のときにOFFするもので、特に初学者にとって混乱するポイントだと思います。「b接点は逆の動きをするものだ!」と覚えておけばOKだと思います。

以下の参考書は、リレーやリレー回路についてわかりやすく解説しているものです。

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