ITパスポート 2020年 秋期 問99

IoTシステムにおけるアクチュエータの役割【ITパスポート 解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 「アクチュエータ」の定義を確認する（電気信号→物理運動・力）。
2. 各選択肢をその定義に当てはめる。
3. 物理的な動作（窓を開閉する）を表す選択肢を選ぶ。
4. 通信や計測に関する説明はアクチュエータの定義と異なることを確認する。

選択肢別の誤答解説

• ア: IoTデバイスから送られてくる外気温のデータを受信する。
  • これは「受信（通信）」の役割です。受信機能は通信回路やサーバの役割であり、アクチュエータではありません。
• イ: IoTデバイスに対して窓の開閉指示を送信する。
  • これは「指示を送る（通信や制御指令）」の役割です。アクチュエータは指示を受けて実際に動く側なので、送信する行為自体はアクチュエータではありません。
• ウ: 外気温を電気信号に変換する。
  • これはセンサ（sensor：物理量を電気信号に変換する装置）の機能です。センサは測定して信号を作る側であり、アクチュエータとは逆の役割です。
• エ: 窓を開閉する。
  • 物理的に機械を動かす行為はアクチュエータの典型的な役割です。問題文にあるモータがこの役割を担っているため、エが正しい選択肢です。

よくある誤解

1. センサとアクチュエータを混同する
   • 「測るもの＝センサ」「動かすもの＝アクチュエータ」と覚えると間違いが減ります。役割の向き（エネルギーの変換方向）を意識してください。
2. 通信や指示を送る装置をアクチュエータだと思う
   • サーバや無線モジュールは指示を「伝える」役割で、実際の物理動作は行いません。
3. 電気信号を出す機器を全部アクチュエータだと考える
   • 電気信号を「作る」もの（センサ）は別物です。アクチュエータはその信号で運動を生む側です。

補足コラム

• アクチュエータの例：モータ（DCモータ、ステッピングモータ）、ソレノイド（電磁石で線を動かす装置）、サーボ（位置制御が得意なモータ）など。IoTでは「モータ＋モータドライバ（電力を供給して制御する回路）」で窓やバルブを動かします。
• 制御信号の一例としてPWM（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）があります。これは電力を断続的に与えて平均的な電力を変え、モータの速度や角度を調整する手法です。
• 覚え方の一つ：センサは「物理→信号」、アクチュエータは「信号→物理」。矢印の向きで覚えると整理しやすいです。

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