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、とりあえず解説どおり作るという感じだったので、気持ちがよくわかります。今回はこれまで紹介してきた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、
カボチャをピストンでアイテム化する装置

アイテム化します。
ピストンが伸びてアイテム化するカボチャ

この仕組を使うときに問題になってくるのは、ピストンに信号を伝える時間です。ずっと信号が伝わった状態だと、ピストンが伸びたまま縮んでくれません。ピストンが伸びたままだと、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ってしまいます。

伸びたピストンの上に、サトウキビが乗ってしまった状態。
伸びたピストンの上にサトウキビが乗ってしまった状態

そうなってしまうことを避けるために、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。
コンパレーターを使ったパルサー回路

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、伸びたピストンは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

カボチャ収穫機やサトウキビ収穫機では、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。日照センサーとは、日が昇ると信号を発してくれる部品です。設置した日照センサーを右クリックすると、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。
日照センサーから信号を受け取るピストン

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。
日照センサーとコンパレーターで作ったパルサー回路

上画像の回路では、コンパレーターを減算モードにしてあります。日照センサーから入力される強度15の信号と、リピーターが横から入力する強度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は少しだけ遅延するので、遅延する時間の分だけ、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、この回路で問題になってくるのが、日照センサーの信号強度が時間によって変わるという点です。夜に近くなると信号強度が1にまで弱まって、リピーターまで信号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。
リピーターに信号が伝わっていない状態

少しわかりづらいですが、上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)。リピーターがOFFになっています。

この状態だとコンパレーターへの横からの入力が無くなるので、コンパレーターは後ろから入力される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を置いて信号を増強している場合は、少しでも出力があるとピストンが伸びてしまい、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。
伸びてしまうピストン

そのような状況を避けるために、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。
ピストンが伸びないように工夫

上画像のようにリピーターを設置すると、日照センサーが強度1以上の信号を発しているときは常に(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、コンパレーターが前へ信号を伝えるのは、夜から朝に変わったときの一瞬だけになります。夜は完全に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。
全自動サトウキビ収穫機の回路

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。もし設置するリピーターを1つにする場合は、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コンパレーターの前へ伝わりません。

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。
遅延させたリピーター

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、次の記事でも詳しく解説しています。

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については、こちらで詳しく説明しています。
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。
全自動カボチャ収穫機のトロッコ自動発車用回路

上のパルサー回路からの信号は、リピーターを経由してパワードレール横のブロックに伝えられます。一見つながっていないようにも見える回路ですが、リピーターの後ろのブロックは、上のレッドストーンが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。
パワードレールに動力が伝わる仕組み

実は、リピーター無しでも動力は伝わります。
リピーター無しの回路

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。リピーターでつないで遅延を少し大きくするとうまくいきます。

ピストンが動いてから若干遅れて発車したほうが、アイテムの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)。
サトウキビ収穫機のトロッコ自動発車回路

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の遅延を大きくして、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します。この仕組みも、レッドストーン回路で自動化されています。

まず、トロッコを停止させるための、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が設置してあり、トロッコがパワードレールの上でとまっている間に、トロッコからアイテムを吸い出してくれます。トロッコ内の全てのアイテムが排出されたら、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。
アイテム回収・トロッコ再発車装置

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。
ホッパー内のアイテムを検知するコンパレーター

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回路を挟みます。

NOT回路。
信号を反転させるNOT回路

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。
NOT回路をONにした状態

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。
NOT回路を組み込んだトロッコ再発車装置

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たときに動力源となります。すると側面に刺されたレッドストーントーチがOFFに。そこからパワードレールまで回路をつなげれば、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。
コンパレーターがOFFになりパワードレールがONになった状態

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。
パワードレールの信号伝達

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。

ブロックの上に置かれたレッドストーンは、丸く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、四方に動力を伝えています。
レッドストーンが四方へ信号を伝達

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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