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。
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
ウが正解です。この問題は、間欠動作における平均消費電流を計算し、目標値以下にするための待機時間を求めるものです。平均電流は、動作中の電流と待機中の電流にそれぞれの時間を掛けて合計し、動作周期全体で割ることで求められます。
問題文より、動作時間は10ミリ秒（0.01秒）、動作中の電流は10mA（0.01A）です。待機中の電流は0.1μA（0.0000001A）であり、待機時間をT秒とします。平均電流を1μA（0.000001A）以下にするという条件から、以下の式が成り立ちます。
（動作電流 × 動作時間 + 待機電流 × 待機時間） ÷ （動作時間 + 待機時間） ≦ 目標平均電流
（0.01A × 0.01秒 + 0.0000001A × T秒） ÷ （0.01秒 + T秒） ≦ 0.000001A
この式をTについて解くと、T ≧ 約111.1秒となります。
アの1.1秒では、平均電流が1μAを大幅に超えてしまうため不適切です。イの11.1秒も、計算結果の約111.1秒よりも短いため、目標平均電流を達成できません。エの1111.1秒は条件を満たしますが、問題は「最も短い待機時間」を求めているため、より短いウの111.1秒が正解となります。
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