回路が動かない時の切り分け｜電源→GND→リセット→信号の7ステップ

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回路が動かないとき、いきなり出力の波形を見たり、部品を交換したりしたくなります。ところが、原因が電源にあると、どれだけ出力を調べても見つかりません。

この記事では、タイマー IC「NE555」で LED を点滅させる回路を例に、どこを・どの順番で・何で測ればいいかを7ステップで説明します。体験談ではなく、どの回路にも使える一般的な手順です。

回路が動かない時の切り分け：7ステップのフローチャート

回路が動かない時の切り分けは、上から順に7つのステップを確かめ、NG が出たところで止まって直す、のくり返しです。上のステップほど、ほかのすべてに効く「上流」です。

STEP 6 は発振・クロックの確認、STEP 7 は信号を入口から出口へ追う作業です。STEP 1〜5 で「IC が動ける状態か」を確かめ、STEP 6・7 で「IC が正しく動いているか」を確かめます。

つまり、切り分けは「上から順に、1つずつ OK を積み上げる」作業です。

この記事で使う例：NE555 で LED を点滅させる回路

例に使うのは、タイマー IC の NE555 で、LED を約1秒に1回点滅させる回路です。動かないときに比べるため、先に「本来どう動くか」を知っておきます。

部品	値	役目
NE555	8本足のタイマー IC	決まった時間で H と L をくり返す
RA・RB	10kΩ・68kΩ	C と組んで、点滅の時間を決める
C	10µF	電気をためたり出したりして時間を作る
CONT のコンデンサ	0.01µF	5番ピンを安定させる
1kΩ と LED	赤色 LED	出力が H のとき光る
パスコン	0.1µF	電源の電圧のゆれを吸収する

TI のデータシートでは、H の時間は tH≒0.693×（RA＋RB）×C、L の時間は tL≒0.693×RB×C です。

tH＝0.693×（10kΩ＋68kΩ）×10µF＝0.693×78000×0.00001≒0.54秒。tL＝0.693×68000×0.00001≒0.47秒。合わせて約1.0秒で1回点滅します。

つまり、切り分けを始める前に「本来の値」を用意しておく。この記事の正常値の表が、その地図です。

なぜ「電源→GND→リセット→信号」の順に確かめるのか

電源・GND・リセットのどれかが NG だと、その先の信号はすべて止まります。下流の信号から調べると、原因が上流にあっても気づけないので、上流から確かめます。

IC は、電源が来て、GND（電流の帰り道）があって、リセットで止められていないときに、はじめて動きます。この3つは、回路のすべての部分の土台です。

出力に波形が出ないとき、原因は出力の部分だけとは限りません。電源の線が1本抜けているだけでも、同じ「波形が出ない」になります。

上流から1つずつ「ここまでは OK」と確かめると、原因のある範囲がどんどんせまくなります。これが切り分けです。

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つまり、上流の確認は短い時間でできて、外れても損がない。だから最初に確かめます。

STEP1 電源を入れる前に、目で見て確かめる

電源を入れる前に、IC の向き・向きのある部品・ショート・抜けの4つを目で確かめます。電源を入れてからでは、部品が壊れてしまうことがあります。

見る所	確かめること
IC の向き	切り欠き・丸印の左が1番ピン。回路図のピン番号と合っているか
向きのある部品	LED・ダイオード・電解コンデンサの＋と−が、回路図と同じ向きか
ショート	はんだが隣の足とつながっていないか。むき出しの線どうしが触れていないか
抜け・ずれ	足が穴に入っているか。ブレッドボードで1列ずれていないか

IC を逆向きに挿すと、電源が本来と別のピンに入ります。NE555 なら、8番（VCC）に入るはずの5V が4番に、1番（GND）に入るはずの0V が5番に入り、壊れることがあります。

ブレッドボードでは、縦に並んだ5つの穴が中でつながっています。部品の足が1列ずれると、つながるはずの部品とつながりません。

つまり、STEP1 は「電源を入れる前の最後の確認」。ここで見つかる失敗が、実はいちばん多いです。

STEP2 電流制限をかけて電源を入れ、電流を見る

電源装置の電流制限を、正常な電流より少し上に決めてから電源を入れます。電流が多すぎればショートや部品の逆向き、ほぼ0なら断線です。

電流制限つきの電源装置は、決めた電流より多く流れないようにする機能があります。ショートしていても、大きな電流が流れ続けないので、部品を守れます。

例の回路の正常な電流を見積もる

NE555 の電源電流（出力 L・無負荷）は、データシートで typ 3mA・max 6mA です。

LED の電流は、多くても（5V−2V）÷1kΩ＝3mA です。RA に流れる電流は、多くても5V÷10kΩ＝0.5mA です。

合わせて、6＋3＋0.5＝9.5mA 以下。電流制限は、少し上の50mA にしておきます。

電源の表示	考えられること	次にすること
約10mA 以下	正常	STEP3 へ
制限値に張り付く・電圧が下がる	ショート・部品が逆向き	すぐ電源を切り、STEP1 に戻る
ほぼ0mA	電源の線が切れている・抜けている	STEP3 で、どこまで電圧が来ているか測る

つまり、STEP2 は「電流で健康診断」。数字1つで、ショートと断線のどちらかがわかります。

STEP3 IC のピンの根元で電源電圧を測る

テスターを直流電圧（DCV）のレンジにして、黒を IC の GND ピン、赤を VCC ピンに当てます。NE555 なら1番と8番の間が、推奨の4.5〜16V に入っていれば OK です。

大事なのは、電源装置の端子ではなく、IC の足の根元で測ることです。電源の端子で5V でも、途中の線が切れていれば、IC の足では0V になります。

電圧が低いときは、電源から IC までの線のどこかで電圧が下がっています。電源の端子、線の途中、IC の足と、順に測ると、どこで下がったかがわかります。

つまり、電源電圧は「IC の足で」測る。部品が受け取っている電圧が、本当の電源電圧です。

STEP4 GND がつながっているかを確かめる

GND は電流の帰り道です。電源を入れたまま電源の−と IC の GND の間の電圧が0V に近いか、電源を切って導通（ブザー）が鳴るかで確かめます。

GND が切れていると、電流が電源へ戻れず、IC は動けません。STEP3 で VCC と GND の間を測ったのに、なぜもう一度確かめるのかというと、GND の線が別の場所で切れていることがあるからです。

方法	当て方	OK の目安
A：電源を入れたまま（DCV）	黒→電源の−、赤→IC の1番	0V に近い（0.1V 未満が目安）
B：電源を切って（導通）	電源の−の線と、IC の1番	ピーと鳴る

基板やブレッドボードでは、GND の線が何本にも分かれています。IC だけでなく、LED や C の GND 側も同じように確かめます。

つまり、GND は「電圧0V」と「導通」の2つで確かめる。帰り道が切れていれば、どれだけ電源が正しくても動きません。

STEP5 リセット・イネーブルの端子を確かめる

IC には、動きを止める端子（リセット・イネーブル）があります。NE555 の4番 RESET は、0V 付近だと出力がずっと L のままになるので、5V につながっているかを測ります。

NE555 のデータシートでは、RESET の電圧は min 0.3V・typ 0.7V・max 1V です。0.3V より低ければ必ず止まり、1V より高ければ必ず動く、という意味です。

4番の電圧	どうなるか	直し方
約5V	動く（例の回路は VCC につないでいる）	STEP6 へ
約0V	出力がずっと L のまま	GND 側につながっていないか配線を見る
決まらない（つながっていない）	動いたり止まったりする	VCC につなぐ

TI のデータシートには「使わない入力は、誤動作を防ぐために適切な電圧につなぐ」と書かれています。どこにもつながっていない入力は、電圧が決まらず、さわっただけで動きが変わることがあります。

マイコンのリセット端子や、電源 IC のイネーブル（EN）端子も同じ考え方です。止める電圧が H 側か L 側かは IC ごとに違うので、データシートで確かめます。

つまり、STEP5 は「止められていないか」の確認。電源が正しくても、リセットが効いていれば IC は動きません。

STEP6 発振・クロックをオシロで確かめる

オシロで、時間を作る部分と出力の波形を見ます。例の回路なら、コンデンサ（2番・6番）が1.67V と3.33V の間を上がり下がりし、出力（3番）が約0.54秒 H・約0.47秒 L をくり返せば正常です。

テスターは、1つの数字しか表示できません。電圧が時間で変わる信号は、テスターでは「なんとなく真ん中の値」に見えてしまいます。

NE555 の無安定発振では、コンデンサが電源電圧の約3分の1（5V なら約1.67V）と約3分の2（約3.33V）の間で、ためたり出したりをくり返します。

見る所	本来の波形	出ていないとき
CH1：2番・6番（コンデンサ）	1.67V〜3.33V を往復	C・RA・RB の配線を見る
CH2：3番（出力）	H 約0.54秒・L 約0.47秒	CH1 が正常なら出力より後ろ

コンデンサの波形が止まっているなら、時間を作る部分（C・RA・RB・7番 DISCH）の配線を疑います。コンデンサは動いているのに出力が変わらないなら、IC の出力より後ろか、IC そのものです。

マイコンなら、ここで見るのは水晶発振子のクロックです。クロックが出ていないと、プログラムは1行も動きません。

つまり、発振は「波形で」確かめる。動きの元が止まっていれば、その先は全部止まります。

STEP7 信号を入口から出口へ追う：半分ずつ確かめる

信号の通り道を入口から出口へ順にたどり、OK から NG に変わる場所を探します。部品が多いときは、真ん中から測って範囲を半分ずつせまくすると早く見つかります。

例の回路では、3番の出力 → 1kΩ → LED → GND が信号の通り道です。3番で波形が出ているのに LED が点かないなら、原因は1kΩ か LED か、その配線にあります。

部品が6つ並んでいても、真ん中から測れば3回ほどで原因の場所がわかります。入口から1つずつ測るより、測る回数が少なくてすみます。

LED の場合は、向きが逆になっていないか、抵抗の値が大きすぎて暗すぎないかを確かめます。

つまり、信号を追うときは「OK と NG の境目」を探す。原因は、必ずその間にあります。

テスターとオシロで測る場所：例の回路の①〜⑦

例の回路で測る場所は、①8番 VCC・②1番 GND・③4番 RESET・④5番 CONT・⑤2番と6番・⑥3番 OUT・⑦LED の＋側の7か所です。番号の順に測ると、上流から下流へ自然に進めます。

番号	場所	道具	本来の値
①	8番 VCC（1番との間）	テスター DCV	約5V
②	1番 GND（電源の−との間）	テスター DCV	約0V
③	4番 RESET	テスター DCV	約5V
④	5番 CONT	テスター DCV	約3.3V
⑤	2番・6番（コンデンサ）	オシロ	1.67V〜3.33V を往復
⑥	3番 OUT	オシロ	H と L をくり返す
⑦	LED の＋側	オシロ・目で見る	約1秒ごとに点滅

①〜④はテスターで測れる「止まった電圧」、⑤⑥はオシロで見る「動く電圧」です。⑦は、LED が点滅していれば目で見るだけでもかまいません。

つまり、測る場所は「電源・GND・止める端子・動きの元・出力」の順。どの IC でも、この並びは同じです。

正常値の表：例の回路で、本来はどうなるか

切り分けでは、測った値を「本来の値」と比べます。本来の値は、データシートの表と計算で、測る前に作っておきます。

場所	本来の値	根拠
① 8番 VCC	約5V（4.5〜16V なら動く）	データシートの推奨動作条件
② 1番 GND	約0V	電源の−と同じ
③ 4番 RESET	約5V	VCC につないでいる
④ 5番 CONT	約3.3V（2.6〜4.0V）	電気的特性（VCC＝5V）
⑤ 2番・6番	1.67V〜3.33V を往復	しきい値約1/3・2/3 VCC
⑥ 3番 OUT	H 0.54秒・L 0.47秒	tH・tL の式
電源の電流	9.5mA 以下	電源電流 max＋LED＋RA

CONT の2.6〜4.0V は、データシートの min〜max です。手元の1個が3.0V でも3.6V でも、この範囲なら正常です。

本来の値を知らないまま測ると、3.0V が正しいのかどうか判断できません。新しい回路を組むときは、組む前にこの表を作っておくと、動かないときにすぐ使えます。

つまり、正常値の表は切り分けの「答え合わせの紙」。データシートの min・max から作ります。

テスターとオシロの使い分け：止まった値か、動く値か

変わらない電圧（電源・GND・リセット）はテスター、時間で変わる信号（発振・出力・ノイズ）はオシロで測ります。

測りたいもの	道具	理由
電源電圧・GND・リセット	テスター	数字1つで判定できる
断線・ショート（電源を切って）	テスター（導通）	鳴るか鳴らないかでわかる
発振・クロック・出力の時間	オシロ	時間の変化が見える
ノイズ・電源のゆれ・一瞬の信号	オシロ	テスターでは平均の値になる

テスターは安く、電池で動き、どこへでも持っていけます。STEP1〜5 はテスターだけでできます。オシロが必要なのは、STEP6・7 の「動き」を見るときです。

つまり、テスターで土台（電源・GND・リセット）を固め、オシロで動きを見る。2つを順番に使います。

症状別の早見表：まず疑う場所

症状がはっきりしているときは、早見表で疑う場所を決め、そのステップから測り始めてもかまいません。

症状	まず疑う所	戻る STEP
電源の電流が制限値に張り付く	ショート・部品が逆	STEP1・2
電流がほぼ0mA	電源の線の断線・スイッチ	STEP2・3
電源は正常でも動かない	GND・リセット	STEP4・5
触ると動く・ときどき止まる	接触不良・つながっていない入力	STEP1・5
出力がずっと H か L のまま	発振していない・リセット	STEP5・6
波形は出るが LED が点かない	出力より後ろ（抵抗・LED）	STEP7
波形がギザギザ・ゆれる	パスコン・プローブの当て方	STEP6

「触ると動く」ときは、接触不良か、どこにもつながっていない入力を疑います。手を近づけただけで動きが変わるなら、つながっていない入力の可能性が高くなります。

早見表で見当がつかないときは、フローチャートの STEP1 に戻って、上から順に確かめます。

つまり、症状から近道をしてもよい。ただし、迷ったら必ず上流に戻ります。

よくある失敗4つ：測り方で、かえって壊す・見誤る

切り分けで多い失敗は、電流レンジのまま電圧を測る・電源を入れたまま導通を測る・棒が隣の足に触れる・一度に何か所も変える、の4つです。

失敗1：電流レンジのまま電圧を測る

テスターの電流レンジは、中がほぼつながった状態です。そのまま電源の＋と−に当てると、テスターの中で電源がショートします。測る前に、レンジと棒の差し込み口を確かめます。

失敗2：電源を入れたまま導通・抵抗を測る

導通と抵抗のレンジは、電源を切って測ります。電源を入れたままでは正しく測れず、テスターを傷めることもあります。

失敗3：当てた棒が隣の足に触れる

IC の足は2.54mm おきに並んでいます。棒が隣の足に触れると、測っている最中にショートさせてしまいます。細い棒先を使い、足の根元に当てます。

失敗4：一度に何か所も変える

何か所も同時に直すと、動いたとしても、どれが原因だったかわかりません。1か所直したら、そのつど確かめます。直したことをメモしておくと、あとで同じ失敗を防げます。

つまり、測る前に「レンジ・電源の入切・当てる場所」を確かめる。切り分けの道具で回路を壊さないことが、いちばん大事です。

切り分け	原因がありそうな範囲を、測りながら半分ずつせまくしていくこと
GND（グランド）	電源のマイナス側。電流が電源へ戻る「帰り道」で、電圧の基準（0V）
リセット・イネーブル	IC を止めたり動かしたりする端子。止める側になっていると動かない
発振・クロック	決まった速さで H と L をくり返す信号。マイコンや 555 の動きの元
テスター（マルチメーター）	電圧・電流・抵抗・導通を数字で測る道具
オシロスコープ（オシロ）	電圧が時間でどう変わるかを、波の形で見る道具
電流制限	電源が流す電流の上限を決める機能。ショートしても大きな電流が流れない
H・L	信号の高い電圧（High）と低い電圧（Low）。L はほぼ0V