「電子回路組立部門」実施要項 1

第 12 回高校生ものづくりコンテスト九州大会（大分大会）
「電子回路組立部門」実施要項
１
期
日
平成 25 年 7 月 13 日（土）・14 日（日）
２
会
場
大分県立鶴崎工業高等学校
３
日
程
電気科実習棟 2 階
[１日目]
総合開会式
11：00 ～
12：00
鶴崎工業高等学校
部門別受付
13：00 ～
13：30
電気棟 2 階
打合せ・準備
13：30 ～
16：30
体育館
電気計測実習室
①作業台抽選・ゼッケン配布
②競技準備
③持ち込み資料、ヘッダファイル等の確認
④競技説明及び競技上の注意
⑤質疑応答
[２日目]
受
付
8：00 ～
8：30
準
備
8：30 ～
9：00
電気棟 2 階
電気計測実習室
①問題配布、製作課題部品配布
②競技説明及び競技上の注意
③配布部品の確認
競
9：00 ～
技
11：30
①設計製作基板の製作
②制御課題
※課題終了後、動作確認を実施。
昼食・審査
11：30 ～
14：00
①審査途中に競技者に説明を求める場合があるので、競技者
は控室で昼食を取り待機する。
②審査終了後、片づけの後、制服に更衣して体育館へ移動す
る。
表彰式・閉会行事
14：30 ～
講
15：10
評（希望者）
～
15：00 鶴崎工業高等学校
電気棟 2 階
体育館
電気計測実習室
※会場にて採点結果を配布する。尚、時間の都合等で講評に参加できない競技
者には閉会式終了後に体育館出口で配布するので受け取りを忘れないように。
４
競技課題
競技時間内に、「入力回路①」を設計・製作し、
「入力回路①」と「出力回路②」を「制
御用コンピュータ③」にケーブルで接続し、「開発用コンピュータ」にて制御プログラム
を作成し、目的の動作を行うシステムを完成させる。システム構成を図 1 に示す。
制御用コンピュータ③
入力回路①
出力回路②
（競技者が事前に
制御プログラム
（競技で製作する）
製作し持参する）
（言語は自由）
開発用
電
コンピュータ
図１
源
（各自持参）
システム構成
（１）入力回路①
大会当日に示す設計仕様に基づき、大会当日に支給する電子部品を用いて電子回路基
板を設計・製作する。
(ア) 入力回路①の回路を設計し、大会当日に配布する方眼紙（A4）に回路図を作図する。
(イ) 電子回路基板は、ユニバーサル基板上にスズメッキ線を使用し製作する。
(ウ) ユニバーサル基板は、サンハヤトの ICB293（相当品）を支給する。
(エ) スズメッキ線はφ0.5mm を支給する。
(オ) はんだは、Sn-3.0Ag-0.5Cu（鉛フリー）、φ0.8mm を支給する。
(カ) 電子部品は、抵抗、ピンヘッダ、スイッチ、フォトデバイス等を支給する。
(キ) 図 2 に示すピンヘッダにより、制御用コンピュータ③とケーブル接続する。なお、
信号 0、信号 1、信号 2 はデジタル信号とする。
① ②
③
④
⑤
図2
①
GND
②
信号０
④
信号２
⑤
＋５Ｖ
入力回路①のピンヘッダのピン配置
1
③
信号１
（２）出力回路②
制御対象として、2 桁の 7 セグメント LED、ステッピングモータ、DC モータ、圧電ス
ピーカを含む電子回路基板を事前に製作し持参する。
(ア) 出力回路②の基板及び部品を配布するので事前に製作し大会当日に持参する。
(イ) 回路図を図 3 に示す。使用部品の一覧を表 1 に示す。
(ウ) 3 ピンのピンヘッダＣＮ１により、＋5V の電源を供給する。
(エ) 10 ピンのピンヘッダ（ＣＮ２及びＣＮ３）により、制御用コンピュータ③とケー
ブルで接続する。
図３
出力回路②の回路図
2
表１
番号
品
目
出力回路②に使用する電子部品
品番または規格等
数量
備
考
1
IC
74HC540
1
2
IC
74HC574
1
3
IC
TA7291P
1
4
トランジスタ
2SA1015
2
5
トランジスタ
2SC1815
1
6
FET
2SK2961
4
7
ダイオード
1N4007
4
8
7 セグメント LED
赤色アノードコモン
2
9
抵抗
1kΩ
1
10
抵抗
10k
3
11
抵抗
510
8
12
集合抵抗
22k
1
13
集合抵抗
100k
1
14
圧電スピーカ
PKM17EPP
1
15
ピンヘッダ
3 ピン
1
16
ピンヘッダ
10 ピン
2
17
コネクタ
3 ピン
1
DC モータ接続用
18
コネクタ
6 ピン
1
ステッピングモータ接続用
＋５Ｖ電源用
表 2 出力回路②に接続する部品
1
2
DC モータ
RC260RA18130
1
ジャパンマイコンラリー指定品
ステッピング
SPG20
1
日本電産コパル㈱製
モータ
（３）制御用コンピュータ③
コンピュータの性能・形状等の制限はない。開発用コンピュータと兼用してもよい。
（４）開発用コンピュータ
大会当日に提示する仕様に基づいたプログラムを制作し、制御用コンピュータ③に
プログラムを転送し実行させる。開発環境は、競技者がすべて持参する。
また、使用するプログラミング言語は、自由である。
3
(ア) 事前に制作したプログラムの持ち込みは原則として認めない。例外として、制御用
コンピュータ③のレジスタ、ポート定義、割込み定義等を含むヘッダファイルについ
ては、大会前日に申し出て許可を得るものとする。
(イ) 競技中にドキュメントを参照することは禁止する。
(ウ) 主催者が用意する USB メモリにて、作成したプログラムを提出する。プログラム
開発用コンピュータは USB メモリにアクセスできるものとする。
（５）ケーブル等
入力回路①、出力回路②、制御用コンピュータ③、開発用コンピュータを接続す
るケーブル及び出力回路②の電源とケーブルは、競技者が持参する。
(ア) ピンヘッダの形状を図 4 に示す。
(イ) 出力回路②の電源として、＋5V の電源を持参する。ただし、制御用コンピュータ
③の電源から供給する場合は不要。容量は各自で判断する。
図 4 競技で使用するピンヘッダの形状
５
作業条件
（１）競技時間
（ア）２時間３０分（１５０分）
4
（２）主催者側から支給するもの
（ア）入力回路①で使用する部品及び材料等
（イ）入力回路①の回路図を作成するための課題提出用紙（A4 サイズ）
（ウ）ソースプログラム提出用 USB メモリ
（エ）AC100V コンセント（２口）
（３）競技者が準備するもの
（ア）制御用コンピュータ③および開発用コンピュータ
（イ）接続ケーブル
（ウ）電源
（エ）増設コンセント
（オ）工具類※
（カ）筆記用具、定規、テンプレート等
（キ）作業服
※
工具類とは、各自の作業に必要なもので、はんだごて、コテ台、ニッパ、ドライバ
ラジオペンチ、リードペンチ、テスタ、基板支持台
等
（４）競技者の服装
（ア）競技中は各学校で使用している作業服を着用する。
（イ）はんだ付け作業時には、保護メガネを着用する。ただし、メガネをかけている
場合はこの限りではない。
（５）注意事項
（ア）作業に当たっては安全に十分注意すること。
（イ）配布された部品及び材料以外のものは使用しない。
（ウ）競技会場に競技者が持ち込める資料は、制御用コンピュータのマニュアル及び
部品の規格表（メモ書き等のない印刷物）のみとする。大会前日に承認を受ける
こと。
（エ）事前に制作したヘッダーファイルは、大会前日にそのリストを提出し承認を受
ける。
６
審査対象
（１）入力回路①の回路図（課題提出用紙）
（２）入力回路①の製作基板
（３）プログラム課題の仕様に対応する動作
（４）プログラムのソースリスト（プログラミング技術の得点が同点の場合に使用する）
5
７
採点基準
（１）採点項目と観点
項
目
点
数
観
点
・課題に対する動作
プログラミング技術
※ただし同点の場合は以下の項を観る
４０
・プログラムの構造
・書式及び読みやすさ
・仕様に基づいた動作
・工具及び部品の取り扱い
組 立 技 術
・はんだ付けの状態
４０
・部品の配置・レイアウト
・配線及び接続処理
・部品の損傷・基板の汚れ
・仕様どおりに動作するもの
設
計
力
１０
・配置
・記号、文字
そ
の
合
他
１０
計
１００
・作業態度
・作業工程
（２） 順位の決定方法
(ア)合計得点の高い順とする。
(イ)合計点が同点の場合、
「プログラミング技術」の得点が高い選手を高位とする。
(ウ)「プログラミング技術」の得点も同じ場合は、
「組立技術」の得点が高い選手を高
位とする。
(エ)さらに同点の場合は、
「設計力」の得点の高い選手を高位とする。それでもなお同
点の場合は、全体の完成度から順位を決定する。
８
その他
（１）今回は、次の仕様のやに入りはんだを使用する。
品
番：
HS-313
線
径：
φ0.8mm
合金組成：
Sn―3.0Ag―0.5Cu
会 社 名：
HOZAN
（２）動作確認について
(ア)競技者は課題が終了したら挙手をして動作確認（プレ審査）を受ける。
(イ)動作確認は 1 問ごとでも幾つかまとめて受けてもかまわない。
6
[参
考]
入力回路①のはんだ付け作業及び配線作業について
（１）はんだのぬれ性
(ア) はんだが接合するリード線、銅箔によく流れ、長くすそを引いていること。
(イ) 部品穴のはんだ付けは、ランドの表面にはんだのぬれ性があること。
（２）はんだの量
(ア) はんだの量は、部品リード線の折り曲げ部分、線の切り口等をはんだで覆い、か
つ肉厚が薄く線の形がわかるものとする。（図５－１を参照）
ただし、折り曲げず、かつ、切断せずに取り付ける部品リードのはんだ付けを行う
場合は、リードの先端まで、全面はんだで覆わなくてもよい。
（３）その他
(ア) 部品端子の線材接合部は、穴あきのないようにはんだ付けすること。
(イ) ランドのないところで、線又は部品リードを接続しないこと。
（空中配線接続をし
てはならない）
(ウ) ランドをはく離させないこと。
図５-１
（４）プリント板はんだ面の配線について
(ア) 配線は支給された軟銅線を使用する
こと。
(イ) 配線は、プリント板から浮き上がら
ないように直線的に行い、浮き上がり
の許容差は、図５-２に示すとおりで
ある。
図５-２
7
(ウ) 配線の方向を変える場合は、図５-３に示すようにランド上で行い、そのランドは、
はんだ付けすること。また、2 方向から直角に交わる軟銅線を配線するランドの軟
銅線端末は、図５-４の寸法により切断し、そのランドは、はんだ付けすること。
図５-３
図５-４
(エ) 配線の端末は、ランドの場合図５-５、図５-６の寸法によること。
また、ハンダ面での軟銅線の配線は端末を穴に挿入しないこと。
（注）図中の破線部分は、ずれの限界を示している。
図５-５
図５-６
(オ) 軟銅線は、図５-７に示すようにランドの中央寄りに接続するものとし、ランドの
外周をはみ出さないこと。
また、部品面側軟銅線（ジャンパー線）とはんだ面側軟銅線は切断しランド上で
接続すること。
図５-７
8