令和7年度春期 応用情報技術者試験 午前 問21

分野:ハードウェア|実際に出題されたIPA過去問題

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。

問題の図表(IPA公式問題冊子より引用)
図表:IPA公式問題冊子より
  1.  1.1秒
  2.  11.1秒
  3.  111.1秒
  4.  1111.1秒
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正解:ウ

AI解説

平均電流は(動作時電流×動作時間+待機時電流×待機時間)/(動作時間+待機時間)で求める。動作10ms・10mA、待機0.1μAとして平均電流を1μA以下にする条件式を解くと、待機時間は約111.1秒以上必要となる。 ア: 誤り。1.1秒では平均電流がまだ1μAを大きく超えてしまい、条件を満たさない。 イ: 誤り。11.1秒でも平均電流は1μAを超えており、条件を満たさない。 ウ: 正しい。電荷量で計算すると、100+0.1t ≤ 0.01+t(単位μA・s、tは秒)より99.99≤0.9tとなり、t≥111.1秒となる。これが平均電流を1μA以下にする最短の待機時間である。 エ: 誤り。1111.1秒は必要以上に長い待機時間であり、「最も短いもの」という設問の条件に合わない。 💡 間欠動作の平均電流計算は、電流ではなく「電流×時間=電荷量」の総和を周期の合計時間で割ると単位が揃い計算しやすい。動作時と待機時で電流の桁が大きく違う点に注意する。

出典:令和7年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問21 / 独立行政法人情報処理推進機構(IPA)
※Web掲載用に表記を一部変更しています。図表はIPA公式問題冊子から引用しています。著作権はIPAに帰属します。
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