基本情報技術者 2015年 秋期 午前（科目A） 問22

機械式接点の押しボタンスイッチを1回押したときに、押してから数ミリ秒の間、複数回のONOFFが発生する現象はどれか。【午前2 解説】

要点まとめ

• 結論: 押しボタンスイッチを一回押した際の瞬間的なON/OFF連続は「チャタリング」で、接点の機械的な反動により接触が繰り返される現象です。
• 根拠: 機械接点は接触面の弾性や微小振動で数μs〜数msの間に接触と離脱を繰り返し、信号が短時間でバウンスするため誤検出が起きます。
• 差がつくポイント: 問題文の「数ミリ秒」「複数回のONOFF」がキーワード。デバウンス（ハード/ソフト）対策の手法を知っていると確実に選べます。

正解の理由

よくある誤解

• 「サンプリングが原因」と誤解しやすいが、サンプリングは離散化による誤認であり、機械的な複数接触そのものを説明しません。
• 「バッファリングやシェアリングと混同」しがちだが、それらはデータ処理や資源利用の概念で、物理接点の挙動とは別問題です。
• デバウンス時間を短すぎると残るチャタリングを見逃し、長すぎると操作感や応答性を損なう点を見落としやすいです。

解法ステップ

1. 問題文中のキーワードを抽出：数ミリ秒、複数回、ON/OFF、押しボタン、機械式接点。
2. 各選択肢の定義を頭の中で照合：機械的接点の物理現象を説明する語を探す。
3. 「複数回の短時間の接触・非接触」を明確に表す語が「チャタリング」なので選択する。
4. 他選択肢が電子処理や方式を指すことを確認して誤答を排除する。

選択肢別の誤答解説

• ア: サンプリング
  サンプリングは連続信号を離散的に計測すること。エイリアシングやサンプリング誤差の問題はあるが、物理接点の瞬間的なON/OFFの繰り返し（チャタリング）そのものを指しません。
• イ: シェアリング
  シェアリングは資源や時間を複数に分配・共有する概念で、スイッチ接点の機械的挙動とは無関係です。
• ウ: チャタリング（正解）
  機械接点のバウンス現象そのもの。
• エ: バッファリング
  バッファリングはデータを一時的に蓄える処理で、信号の短時間のオンオフを説明する語ではありません。

補足コラム

import time

last_state = False
last_change = 0
DEBOUNCE_MS = 20  # 20ミリ秒

def read_switch():
    # 実際はGPIO読み出し
    return False

while True:
    cur = read_switch()
    t = int(time.time() * 1000)
    if cur != last_state:
        last_change = t
    if t - last_change > DEBOUNCE_MS and cur != last_state:
        last_state = cur
        print("確定状態:", last_state)
    time.sleep(0.005)

FAQ