全自動装置のレッドストーン回路を解説!サトウキビとカボチャはパルサー回路で

以前、全自動装置の回路について、「回路の仕組みやレッドストーンコンパレーターなどの部品の働きを説明してほしい」というメッセージをいただいていました。私も始めたばかりの頃は回路の仕組みがサッパリ理解できず、仕組みはわからないけどとりあえず解説どおり作るという感じでした。最近は徐々に知識が増えてきて少しは説明できるようになってきたので、今回は当サイトの全自動装置で使っている回路について仕組みを説明してみようと思います。

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パルサー回路でピストンを一瞬だけ動かして収穫

サトウキビやカボチャ・スイカはピストンで押されるとアイテム化するという性質を利用して自動収穫しています。

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カボチャを横からピストンで押すと、
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アイテム化します。
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しかし、ピストンは信号がONの間は伸びたままで縮んでくれません。その状態だと、例えばピストンによってアイテム化したサトウキビが伸びたピストンの上に乗ってしまい、トロッコや水流による収穫が難しくなります。

伸びたピストンの上にサトウキビが乗ってしまっています。
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そこで、信号を一瞬だけONにしてすぐOFFにする工夫が必要になります。そのような動きをする回路をパルサー回路と言って、全自動サトウキビ収穫機や全自動カボチャ収穫機はコンパレーターを使ったパルサー回路で装置を動かしています。

コンパレーターを使用したパルサー回路。
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この形であれば、レバーをONにしたときに一瞬だけピストンに信号が伝わり、すぐに縮んでくれます。

日照センサーを使ってパルサー回路

収穫機ではレバーではなく、日照センサーをスイッチとして使用しています。日照センサーは日が昇ると信号を発してくれる部品です(設置してから右クリックすると、月がのぼったときに信号を発する月照センサーに変更することもできます)。

日照センサーとピストン。
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このように日照センサーとピストンをつなげば、朝になったタイミングで自動的にピストンを動かすことができます。ただ、日照センサーも昼間は信号をずっと出し続けるので、パルサー回路を組み込んで一瞬だけ信号を伝えるようにします。

日照センサーとコンパレーターでパルサー回路。
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上画像の回路では、コンパレーターは減算モードにしてあります。日照センサーが発する強度15の信号と、リピーターから入力される強度15の信号を引き算させて、OFFの状態を作っています。リピーター側からの入力が少しだけ遅延するので、遅延の分だけの時間コンパレーターの前に信号が伝わるという仕組みです。

ただ、ここで問題になってくるのが、日照センサーは時間によって信号の強度が変わってくるという点です。夜に近くなると信号強度が1にまで弱まって、上画像の回路だとリピーターまで動力が伝わらなくなってしまいます。

リピーターまで動力が伝わっていない状態。
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少しわかりづらいですが、上の画像はリピーターの手前までしか信号が伝わっていない状態です(日照センサーから2マス分しか信号が届いていない)。この状態だとコンパレーターの横からの入力が0になるので、コンパレーターは後ろの信号をそのまま前に通してしまいます。上画像の回路だとピストンまで距離があるのでピストンはOFFのままですが、コンパレーターのすぐ前にリピーターなどがある場合はピストンがONになってしまい、信号が0になるまでずっと伸びたままになってしまいます。

リピーターで信号を増強しているとピストンが伸びてしまいます。
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このように、本来動いてほしくないタイミングでピストンが動いてしまっては困るので、下のような形にします。

日照センサーの隣にリピーターを追加。
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このようにすると、日照センサーが強度1以上の信号を発しているとき、つまりは日中は常にコンパレーターの横から強度15の信号が入力されることになります。夜から朝に変わったときに一瞬だけコンパレーターの先に信号が伝わって、それ以降の日中は横からの入力で信号を夜までブロック。夜にはOFFになって、また翌朝に一瞬だけONになるという動作が実現できます。

実際に使用している回路。
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日照センサーの横のリピーターとコンパレーターの横のリピーターで2つ分遅延するので、設置するリピーターの遅延はそれぞれ最小にしておいてもピストンは動いてくれます。設置するリピーターが1つの場合は、設置したリピーターを一回右クリックして遅延を大きくしないと、遅延の時間が短すぎて信号が伝わりません。

このような形でリピーター1つにする場合は、リピーターを一回以上右クリックしておく必要があります。
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回路に使用しているレッドストーンリピーター、レッドストーンコンパレーターの性質については、次の記事でも解説しています。

レッドストーンリピーターの使い方!信号の遅延や延長ができます
レッドストーンコンパレーターの使い方!クロック回路も簡単に作れます

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トロッコの自動発射

次はアイテムを回収するためのトロッコの自動発射です。アイテムの回収にはホッパー付きトロッコを使用しています。

ホッパー付きトロッコの使い方!アイテムを自動で回収できます

ホッパー付きトロッコを自動で発車させるためには、トロッコをパワードレールの上に載せておいて、発射させたいタイミングでパワードレールの動力をONにすればOKです。サトウキビ収穫機、カボチャ収穫機のどちらも、ピストンを動かすタイミングで一緒に発車させています。

カボチャ収穫機のトロッコ自動発車用回路。
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上のパルサー回路からの信号は、リピーターからパワードレール横のブロックに伝えられます。一見回路がつながっていないようにも見えますが、レッドストーンが置かれたリピーターの後ろのブロックはレッドストーンがONになると動力源となり、リピーターの前のブロックもリピーターがONになれば動力源となるので、パワードレールまで動力が伝わります。

パワードレール部分だけ取り出した回路。直接つながっていないように見えても、パワードレールまで動力は伝わっています。
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実はリピーター無しでも動力は伝わります。
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リピーター無しでも動力は伝わるのですが、それだと信号が伝わったときにトロッコが少し動くだけでうまく発車してくれませんでした。リピーターでつなぐとうまくいきます。

ピストンが動いてから若干遅れて発車したほうが取りこぼしが少なくなるので、リピーターは2回右クリックして遅延を大きくしています。パワードレールがONになるのは一瞬。トロッコを発車させたらすぐにOFFになるので、トロッコが戻ってくればピタリとそこに止まってくれます。

サトウキビ収穫機のトロッコ自動発車回路(画像左側)。
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こちらは上からの信号を、レッドストーントーチとレッドストーンで下に伝えています。上段のレッドストーントーチが刺さったブロックは、上のレッドストーンに信号が伝わると動力源になります。すると刺さっているレッドストーントーチがOFFになり、下段のレッドストーントーチがONに。そこから下のリピーターに動力が伝わってトロッコが発車するという流れです。こちらもリピーターで発車を若干遅らせています。

自動アイテム回収・自動発車

アイテム回収地点にトロッコが来たら停止させ、中身を取り出し、そしてトロッコを自動的に発車させて元の位置に戻す。この仕組みも、レッドストーン回路で作ってあります。

トロッコを停止させるためにパワードレールを設置します(パワードレールはONだとトロッコを発車(加速)させ、OFFだと停止させます)。パワードレールの下にはホッパーを置いて、トロッコがパワードレールの上でとまっている間にアイテムを吸い出します。全てのアイテムが移動したら、OFF状態のパワードレールをONにして、再度トロッコを発車させるという仕組みです。

アイテム回収場所。
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終点のパワードレールにトロッコが到着すると、すぐに下のホッパーにアイテムが移動し始めるので、それをコンパレーターを使って検知します(コンパレーターはホッパーやチェストの中に入っているアイテムを検知して、信号を発してくれます)。

この配置でホッパーにアイテムが入ると、コンパレーターが信号を出します。
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アイテムがホッパーの中にある間は、コンパレーターが信号を出し続けてくれます。この信号が途切れたとき、つまりアイテムの移動が終わったときに、パワードレールがONになるように回路を繋げていきます。

コンパレーターがOFFになったときにパワードレールがONにならなければいけないので、途中でONとOFFを反転させるNOT回路を挟む必要があります。

NOT回路。
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動力源となるレバーがOFFのとき、ピストンには動力が伝わっています。このレバーをONにすると、ピストンに動力が伝わらなくなります。

レバーONでピストンがOFFに。
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これを先ほどの回路に組み込むと、下画像のような感じになります。
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コンパレーターの先に置かれたブロックは、コンパレーターから動力が伝わって動力源となっています。そのブロックにレッドストーントーチを刺すと、レッドストーントーチはOFFになります。その状態でトーチからパワードレールまでレッドストーンをつなげれば、コンパレーターがONのときはパワードレールがOFFに、コンパレーターがOFFのときはパワードレールがONになる回路が出来上がります。

コンパレーターがOFF(ホッパーの中にアイテムが無い状態)だと、パワードレールがONになります。
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これをもう少しコンパクトにするために、ブロックを三個追加します。レッドストーントーチの上に1つ、レッドストーントーチの横に1つ、パワードレールの横に1つ。レッドストーントーチの横のブロックには、レッドストーンを置いておきます。

こんな形になります。
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右のトーチの上にブロックを置いて、トーチの横にもブロックを設置。その上にはレッドストーンを1つ置いて、レッドストーンのさらに横にブロックを設置。左のブロックの奥にはパワードレールがあります。

こうすると、レッドストーントーチによってトーチ真上のブロックが動力源となり、信号が横のレッドストーンに伝わります。レッドストーンは動力をパワードレール横のブロックに伝えるので、そのブロックが動力源化。パワードレールはその動力源化したブロックから動力を受け取ってONになります。

レッドストーンが丸い形になってどこにもつながっていないように見えますが、実際は四方に信号を伝えています。

この形でも四方に動力を伝えます。
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これで、ホッパーがアイテムを吸い出しているときはパワードレールがOFFになり、吸い出し終わったらONになるという動作が実現できます。

以上が、サトウキビ自動収穫機、カボチャ・スイカ自動収穫機で使っている回路の仕組みです。最初は難しく感じると思いますが、真似して回路を作ったりしているうちに少しずつ慣れてくると思います。ぜひ挑戦してみてください。

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