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23ビット加算器表示器
全加算器23個で作った足し算回路。小学生向け電子工作講座の教材として制作。
23個の全加算器を用いて、最大 (2^23 - 1) + (2^23 - 1) の加算結果を 7 セグメント LED で表示する電子回路です。全加算器をブレッドボード上に組み上げ、2つの入力値の加算結果を 8 桁の 7 セグメント LED に表示します。
時期
- 2026年1月：制作
- 2026年8月：自主企画講座「コンピューターに『1+1＝10』って言わせてみよう！」で教材として使用
背景
大学のエクステンションセンターで自ら企画した小学生向け電子工作講座（2026年8月「まるごと体験ワールド」で開催）の教材として制作しました。「コンピュータがどうやって足し算をするのか」を実物で体験してもらうことが目的です。半加算器・全加算器を自分で作り、それを繋げていくと大きな桁の計算ができるという加算器の原理を、実際に手で触れながら学べる教材を目指しました。
講座での使い方
講座では、2進数と論理ゲートを説明したあと、半加算器・全加算器をブレッドボードで組み立てて、電気で計算ができることを体験してもらいました。
回路の構成
- 半加算器 × 1、全加算器 × 22 をブレッドボード上に実装
- シフトレジスタ（TC74HC165AP）を用いて Arduino の出力ピン数を拡張
- ダイナミック点灯とトランジスタ（2SC1815）のスイッチングにより 8 桁の 7 セグメント LED を制御
学び
トランジスタによるスイッチング、ダイナミック点灯、シフトレジスタを用いた出力拡張など、電子回路設計技術を実装を通じて習得しました。論理回路の理論が実際の電子部品として動作する体験は、大学の講義で学んだアナログ回路の知識と直結するものでした。
技術スタック
Arduino Nano Every / C++ / トランジスタ / シフトレジスタ / 7 セグメント LED