プラレール全加算器構築テスト (1)

あけましておめでとうございます，今年も楽しくプラレールで計算していきます！

この記事では，昨年の12月30日に実施したプラレール全加算器の構築テストについてお知らせいたします．

テスト風景

こちらが今回製作したプラレール全加算器 ver.1.1 の全景です．

面積は約2.0m × 3.5m，高さは最大8段重ねとなり，かなり大きくて複雑なレイアウトになりました．

また，3つの電車が全加算器の3つの入力をそれぞれ読みとるため，3並列で動作します．

ちなみに全加算器とは，簡単にいうとゼロかイチを取る入力が3つあり， それらの和を2進数の2bitで出力する論理回路素子です （くわしくは Wikipediaを参照ください）．

入力部分は見やすいように，ひな壇のようにずらして配置しました． 入出力は下の図のように対応しています．

A, B, Cが3つの入力，X, Sがそれぞれ2出力の上の桁と下の桁です． 黄緑色の線路がある方向に分岐レールのポイントが向いていれば1，そうでなければ0と解釈します．

設計のエラッタ

構築が完了し，さっそくテストランをしたところ，誤りを発見しました． A = 1, B = 0, C = 1という入力で，出力が X = 0, S = 0と誤って出力されてしまいました （本来は X = 1, S = 0のはずでした）．

調べてみると，どうやら設計にミスがあったようです． 回路の下図に示す部分では，上の線路が下の線路に合流すべきだったのですが， そのまま上の線路をたどっていってしまったようです．

むむむ，どうにか修正できないでしょうか．構築にかなり時間を使ってしまい， 結構焦っていたのですが，しばらく考えると妙案が浮かびました．

Uターンレールです．なかなか使いどころの難しいこのレールを使って， こんな感じで上の線路を下に合流させて解決しました （後で気付いたのですが，かなり焦っていたようで，この写真ではUターンレールの組み方を間違えてます）．

しかし，微妙に隣の坂レールとぶつかっていたり，橋脚の数がすこし足りずミニ橋脚で代用したりと，いくつかの問題が発覚しました． そのため念には念をということで，今年2月のOSC 2018 Tokyo/Springまでに，再度全加算器のテストを行うことにしました．

謝辞

先日，プラレール全加算器の部品の寄付をお願いしたところ， たくさんの方々からレールをご提供いただきました． おかげさまで，プラレール全加算器のテストができ，本番であるOSC 2018 Tokyo/Springでの全加算器の展示が実現できそうです． レールをご提供いただいたみなさまに，心から感謝いたします！