IoTシステムにおいて、センサーの値をゲートウェイに送信するセンサーノードの消費電流を抑えるため、図のような間欠動作を考える。センサーノードの動作時間は10ミリ秒で、その間は平均して10mAの電流が流れる。待機中は常に0.1μAの電流が流れる。間欠動作の平均電流を1μA以下にするための待機時間として、最も短いものはどれか。ここで、平均電流の値を求める時間は十分に長いものとする。

選択肢

• ア1.1秒
• イ11.1秒
• ウ111.1秒
• エ1111.1秒

正解と解説

正解：ウ 111.1秒

1周期の電荷量は動作分が10mA×10ミリ秒＝1×10のマイナス4乗A・秒、待機分が0.1μA×待機時間Twである。平均電流はこれを周期(0.01＋Tw)秒で割った値なので、1μA以下という条件は1×10のマイナス4乗＋1×10のマイナス7乗×Tw ≦ 1×10のマイナス6乗×(0.01＋Tw)となる。整理するとTw ≧ 約111.1秒が得られる。

選択肢ごとの解説

• ア1.1秒では動作時の電荷が薄まりきらず、平均電流は約90μAとなって条件を満たさない。
• イ11.1秒でも平均電流は約9μAで、目標の1μAを大きく上回る。
• ウ正解。約111.1秒で平均電流がちょうど1μAとなり、条件を満たす最短の待機時間である。
• エ1111.1秒でも条件は満たすが、必要以上に長く「最も短いもの」ではない。

同じ分野の他の問題

• 組込みシステムのプログラムで、放された状態では0になり、押された状態では1になるスイッチの値を読み込んでいる。このプログ…2025年度 秋期 問7
• アクチュエーターの説明として、適切なものはどれか。2024年度 秋期 問8
• 入力がAとB、出力がYの論理回路を動作させたとき、図のタイムチャートが得られた。この論理回路として、適切なものはどれか。2024年度 春期 問7
• 真理値表に示す3入力多数決回路はどれか。 入力A,B,Cと出力Yの真理値表: (0,0,0)→0, (0,0,1)→0,…2023年度 秋期 問7
• NAND素子を用いた次の組合せ回路の出力Zを表す式はどれか。ここで、論理式中の“・”は論理積、“＋”は論理和、“X̄”は…2023年度 春期 問7