タイマー
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タイマーまたはカウントダウンタイマーは、指定された時間から開始し、00:00に達すると停止する時計の一種です。通常、指定された時間経過前に手動で停止することもできます。シンプルなタイマーの例としては、砂時計が挙げられます。一般的に、タイマーは終了時にアラームを鳴らします。タイマーは、ハードウェアまたはソフトウェアで実装できます。 ストップウォッチは、00:00からカウントアップし、指定された時刻からの経過時間を測定します。 タイムスイッチは、電気スイッチを制御するタイマーです。
ハードウェア
機械
機械式タイマーは、時計仕掛けの仕組みを用いて時間を計測します。[ 1 ]手動式タイマーは通常、ダイヤルを回して希望の時間間隔を設定します。ダイヤルを回すと、ゼンマイにエネルギーが蓄えられ、機構が作動します。機械式目覚まし時計と同様に機能し、ゼンマイのエネルギーによってテンプが前後に回転します。テンプが一回転するたびに歯車が解放され、一定量ずつ前進します。テンプがゼロに達すると、レバーアームがベルを鳴らします。機械式キッチンタイマーは1926年に発明されました。
最も単純かつ古いタイプの機械式タイマーは砂時計です。これは「時のガラス」としても知られ、一定量の砂が狭い開口部を通って 1 つの部屋から別の部屋へと流れ落ち、時間間隔を測定します。
電気機械
短周期バイメタル電気機械式タイマーは、熱膨張率の異なる2種類の金属（鋼と青銅が一般的）を挟み込んだ金属フィンガーを用いた熱機構を採用しています。このフィンガーに電流が流れると金属が加熱され、片側の膨張率がもう片側よりも小さくなり、フィンガー先端の電気接点が電気スイッチ接点から遠ざかったり近づいたりします。このタイプのタイマーの最も一般的な用途は、自動車の方向指示灯を点滅させる「フラッシャー」ユニットや、クリスマスの電飾に使われることもあります。これは非電子式のマルチバイブレーターです。
電気機械式カムタイマーは、小型の同期交流モーターを用いて、スイッチ接点の櫛歯にカムを接触させて回転させます。交流モーターは、電力会社が厳密に制御する交流電流によって正確な速度で回転します。ギアが所定の速度でシャフトを駆動し、カムを回転させます。現在、このタイマーの最も一般的な用途は、洗濯機、乾燥機、食器洗い機です。このタイプのタイマーは、ギアトレインとカムの間に摩擦クラッチを備えていることが多く、カムを回転させることによって時間をリセットできます。
電気機械式タイマーがこれらのアプリケーションで生き残っているのは、機械式スイッチ接点が、強力な照明、モーター、ヒーターを制御するために必要な半導体デバイスよりもまだ安価である可能性があるためです。
かつて、これらの電気機械式タイマーは電気リレーと組み合わせて電気機械式制御装置を構成することが多かった。電気機械式タイマーは、航空宇宙および兵器システムにおける広範な使用により、1950年代から1960年代にかけて高度に発展した。プログラム可能な電気機械式タイマーは、初期のロケットや弾道ミサイルの発射シーケンスを制御していた。デジタルエレクトロニクスの進歩と価格低下に伴い、電子タイマーはより有利なものとなった。
今日では、多くのタイマーがソフトウェアで実装されています。現代のコントローラーは、電気機械部品が詰まった箱ではなく、プログラマブルロジックコントローラー（PLC）を使用しています。ロジックは通常、ラダーロジックと呼ばれる特殊なコンピュータ言語を用いて、リレーのように設計されています。PLCでは、タイマーは通常、コントローラーに組み込まれたソフトウェアによってシミュレートされます。各タイマーは、ソフトウェアによって管理されるテーブル内の単なるエントリです。
コンピュータシステムは通常、少なくとも1つのハードウェアタイマーを備えています。これらは通常、固定周波数（多くの場合設定可能）で増分または減分するデジタルカウンターであり、ゼロに達するとプロセッサに割り込みをかけます。別の設計として、システムの寿命が尽きるまでオーバーフロー限界に達しない、十分に大きなワードサイズのカウンターを使用する方法もあります。
より高度なタイマーには、タイマー値をソフトウェアで設定された特定の値と比較する比較ロジックが搭載されている場合があります。タイマー値がプリセット値と一致した際に、何らかのアクションがトリガーされます。これは、例えば、イベントの計測や、パルス幅変調波形の生成（クラスDデジタルアンプを使用）によるモーターの速度制御などに利用できます。
電子
電子タイマーは通常、水晶発振器を用いてデジタルタイマーの同期をとります。これにより、機械式タイマーよりも高い精度を実現できます。場合によっては、アナログまたはデジタル表示も備えていることがあります。デジタル時計に使用されているタイマーのように、シンプルなシングルチップシステムとして実装されているものもあります。
コンピュータ システムにおける電子タイマーの特殊な用途はウォッチドッグ タイマーであり、これはソフトウェアに障害が発生した場合にシステムのハードウェア リセットをトリガーするように設計されているものです。
ミッションタイマー
ミッションタイマーは、作戦の継続時間を計測したり、ミッション完了期限までのカウントダウンに使用されてきた。このような装置は宇宙機関によって使用されている。[ 2 ] [ 3 ]
第二次世界大戦中、数多くの軍事作戦の成功には、精度とタイミングが極めて重要でした。この必要性から、軍事用に特別に設計された高精度クロノグラフである、特殊なミッションタイマーの開発が生まれました。これらのミッションタイマーは、攻撃、航行、その他軍事作戦の重要な側面の調整において極めて重要な役割を果たしています。
爆弾投下と写真撮影のタイミングを正確に計るためのカメラと爆撃機のタイマーとして使用されました。
ミッションタイマーは、通常、戦時の過酷な条件に耐える堅牢な設計を特徴としており、爆撃や潜水艦の潜航などの任務に不可欠な短時間の正確な計測を可能にするように設計されています。タイマーの文字盤は大きく、はっきりと表示されていることが多く、オペレーターは暗い場所でも素早く読み取ることができます。ミッションタイマーの機能は単なる計時を超え、速度、距離、燃料消費量の計算にも役立ちます。正確な計時を可能にすることで、これらの装置は複雑な機動を、同盟軍間の高度な連携と同期のもとで実行することを可能にします。本質的に、ミッションタイマーは単なる計時ツールではなく、戦時における軍事作戦の戦略的有効性に大きく貢献する機器です。[ 4 ]
ソフトウェア
これらのタイプのタイマーはデバイスでもデバイスの一部でもなく、ソフトウェアとしてのみ存在します。これらのタイマーは、通常、ソフトウェアを実行するハードウェアデバイスに組み込まれた クロックジェネレータの精度に依存します。
昔ながらの機械式タイマーを模倣しながらも、非常に洗練された機能を備えたタイマーアプリが数多く開発されています。これらのアプリは、別のデバイスを購入したり持ち運んだりする必要がなく、すぐに利用できるため、使いやすさも抜群です。タイマーには、スマートフォン、スマートウォッチ、タブレットなどのソフトウェアアプリケーションがあります。これらのアプリには、カウントダウンタイマーやストップウォッチなどがあります。これらのタイマーアプリは特定の時間に設定でき、仕事やトレーニングの時間を追跡したり、子供のやる気を引き出したり、ボグルなどのボードゲームで砂時計型のエッグタイマーの代わりに使用したり、料理中に時間を追跡するという伝統的な目的にも使用できます。
アプリは砂時計や機械式タイマーよりも優れているかもしれません。砂時計は正確で鮮明ではなく、詰まる可能性があります。機械式タイマーには、個々のニーズに合わせた音量調整など、アプリがサポートするカスタマイズ機能が欠けています。多くのアプリでは、アラーム音を選択できるようになっています。
いくつかのタイマーアプリケーションは、子供が時間の概念を理解し、タスクを時間内に完了するのを助け、やる気を出すのに役立ちます。[ 5 ]これらのアプリケーションは、 ADHDなどの障害を持つ子供たちに特に使用されます。[ 6 ]
参照
参考文献
- ^ Sobey , Ed (2021). 『キッチンの仕組み：電子レンジ、テフロン加工のフライパン、生ごみ処理機などの科学』イギリス：シカゴ・レビュー・プレス. pp. 161– 164. ISBN 978-1569762813。
- ^ 「ミッションタイマー」www.nasa.gov . 2025年7月26日閲覧。
- ^ 「タイマー、ミッション、スペースシャトル | 国立航空宇宙博物館」airandspace.si.edu . 2025年7月26日閲覧。
- ^ 「Precista PRS-56ミッションタイマーを実際に使ってみた | WatchGecko」 www.watchgecko.com 2022年3月3日. 2025年7月26日閲覧。
- ^ 「子供との時間管理」 Psychology Today。
- ^ 「ADHDの研究」ワシントンポスト。
外部リンク
