連打について

今年もよろしくお願い致します。

正月休みで暇なので、よくある「連打」について機械的立場から考察してみます。
セカンドチャンス(一位の人が不正解)のタイミングでリセットボタンを押された直後に回答権を得たいがため、一位が誤答すると同時に連打が始まるわけです。これを見苦しいというのはともかく、機械的(特にマイコンの入力的)に壊れる原因になるのではないかと危惧される方々がいる・・・・というのが問題の様です。
実は、押しボタンは、ボタンが押されると金属の板が触れて入力されるのですが、この「触れる」という際には1回の「カチ」で1回ではなく、金属の接点が近づいたり離れたりを繰り返すため、その度ごとに入力が発生し、200回以上はマイコンに入力がされているのです。これを「チャタリング」といいます。結論から言うと、連打をされようが、1回しか押さなかろうが、マイコンには数百~数千の入力信号がありこれを毎回制御(1回以外は無視)しているのですから、故障の原因にはならないということになりましょうか。
例としてはパソコンのキーボードですね。物理的接点では1回指で押しても数百のタッチがパソコンに入力されるのですが、キーボード内(ソフトウエア上でも可)でこれを1回にカウントさせる仕掛けがしてあります。簡単なものとしては、1回入力があれば1/100秒(金属接点の揺れが落ち着くまで)待つといった方法があります・・・・これをすると2着判定ができなくなるので、早押し機では他の方法をとりますが。

チャタリングの解決方法は早押し機の種類にもよりますので、一概には言えませんが、いずれにせよマイコン側では特段問題がないのは同じだと思われます。それよりも大切なのはボタン強度の問題です。

私の使用しているOMRONの押しボタンスイッチは、10万回以上の機械的耐久性となっておりますが、許容動作頻度は、20回/秒 という制限があります。これを超えると「正常な動作が保障出来ない」ということでありましょう。

また、連打をされる際には、ボタンにかかる力が垂直ではない事を考慮した方がよいかと思います。つまり。

一般的な早押し用のボタンですが、この様な形状のものですと、ボタンが出っ張ているため、斜め方向にかかる力が一番細い部分にかかり、故障しやすくなります。故障するのはボタンの内部接点(触れない部分)で、”点いたりつかなかったりする”、という、原因が究明しづらい、もっとも厄介な故障になります。そもそもこの形状が連打を想定していません。

アーケードゲーム機用のボタンです。この様な形のボタンであれば、連打や強打を想定した設計になっており、出っ張り部分が無いので斜め方向からの力がボタンにかかりません。ですので比較的連打に対して強いです。

制作者側からの結論から申しますと、連打はボタンの物理的故障の原因になるので、やるなら連打専用の押しボタンにした方が良いのではないか、ということになりましょうか。

余談ですが、今は製造中止となっているIDECの大型キノコボタンは、斜め方向からの力を受ける様に根本部分にシカケがしてあります。元は緊急用スイッチですから、強打や360度どの方向から触っても軽い力でスイッチが働くようになっております。

また他社のフットスイッチや大型のアーケードゲーム用スイッチ、IDECの大型スイッチ(後継機)なども、連打や強打、斜め押しに耐性のあるシカケがそれぞれしてありますので、研究しても面白いと思います。

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