本ユニットでは、IoT機器の入力側を担うセンサーのうち、光・電磁波・運動(姿勢)を検知する5種類(光学・赤外線・磁気・加速度・ジャイロ)の仕組みと用途を学びます。スマートフォンや家電に身近に組み込まれ、何を検知するかの対応づけが試験で問われます。
光の有無や強さを検知して電気信号に変換するセンサー。
光学センサーは、当たった光の明るさ(光量)や有無を電気信号に変えて検知するセンサーです。明るさに応じて画面の輝度を自動調整する照度センサーや、物体が光をさえぎったことを検知する光電センサーなどに使われます。 IoT機器では「明るい/暗い」「物がある/ない」といった環境の状態を取り込む入力デバイスとして働きます。試験では、光を検知する代表的センサーであること、後述の赤外線センサー(目に見えない赤外光を扱う)との違いを押さえておくと判別しやすくなります。
たとえ暗くなると自動で点く街灯や玄関灯のようなもの。人の目が明るさを感じるかわりに、光の量を測って電気信号として伝えてくれます。
記憶フック光学センサーといえば光の有無や明るさを検知
目に見えない赤外線を検知する光学系のセンサー。
赤外線センサーは、可視光よりも波長の長い赤外線(目に見えない光)を検知するセンサーです。人や物が出す熱(赤外線)の変化をとらえて人の動きを検知する人感センサーや、リモコン・IrDAのような赤外線通信の受信側として使われます。 暗い場所でも検知でき、自動ドアや照明の自動点灯、防犯センサーなどに広く利用されます。試験では、光学センサーと同じ光を扱う仲間でありながら「目に見えない赤外光」を対象にする点、u02で学ぶIrDA(赤外線通信)とも関連する点が問われます。
たとえ人が近づくと自動で開くトイレの自動ドアや、人がいる間だけ点く廊下の照明のようなもの。体から出る赤外線の変化を感じ取っています。
記憶フック赤外線センサーといえば見えない赤外光で人や熱を検知
磁界(磁石の力)の強さや向きを検知するセンサー。
磁気センサーは、磁石が及ぼす磁界の強さや向きを検知するセンサーです。地球の磁場(地磁気)を測って方位を知る電子コンパスや、ドアの開閉検知(扉の磁石が離れたかどうか)などに使われます。 スマートフォンの方位表示や地図アプリの向き合わせは、この磁気センサーが地磁気を読み取って実現しています。試験では、磁界を検知するセンサーであること、「方位を知るためのセンサー」として加速度・ジャイロと組み合わせて姿勢検知に使われることを押さえておきましょう。
たとえ方位磁針(コンパス)を電子化したようなもの。針が北を指すかわりに、地球の磁気の向きを読み取ってスマホに方角を教えてくれます。
記憶フック磁気センサーといえば磁界を検知して方位がわかる
物体の動きの速さの変化(加速度)を検知するセンサー。
加速度センサーは、物体がどれだけ速度を変えたか(加速度)を検知するセンサーです。重力も加速度の一種としてとらえるため、機器の傾きや、振った・落としたといった動きを知ることができます。 スマートフォンの画面を縦横で自動回転させる機能や、歩数計、ゲームのコントローラーなどに使われます。試験では、運動(加速度)を検知するセンサーであること、回転を検知するジャイロセンサーと併用して機器の姿勢や動きを正確にとらえる点が、両者の役割の違いとして問われます。
たとえ電車が発車・停車するときに体が感じる「ぐっ」という前後の力を測るようなもの。動きの強さの変化を数値としてとらえます。
記憶フック加速度センサーといえば動き・傾きを検知して画面回転
物体の回転の速さ(角速度)を検知するセンサー。
ジャイロセンサーは、物体が回転する速さ(角速度)を検知するセンサーです。機器をどの向きにどれだけ回したかをとらえられるため、向きや姿勢の変化を細かく知ることができます。 スマートフォンを傾けて操作するゲーム、カメラの手ぶれ補正、ドローンの姿勢制御などに使われます。試験では、直線的な動きをとらえる加速度センサーに対し、ジャイロは「回転(角速度)」を担当し、両者を組み合わせて正確な姿勢検知を行う、という対の関係が問われます。
たとえ体操選手が空中で何回ひねったかを感じ取る三半規管のようなもの。直進ではなく「どれだけ回ったか」を専門に測ります。
記憶フックジャイロセンサーといえば回転(角速度)を検知し姿勢がわかる
関連の過去問演習は今後のアップデートで追加予定です。