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マイコン制御2 イルミネーション BOX
マイコン制御２ イルミネーション BOX E31 15 鈴木 貴大 17 高橋 祐太 28 福田 恭太郎 １ きっかけ 光細工の本に載っているものを身近にあるものと LED や光ファイバーなどを使って イルミネーションを作ってみたいと思いました。アイディアを出し３人で本やインター ネットを参考にしながら意見を出し合い３つのものをことにしました。 ２ 製作内容 ・ ペットボトルプロジェクター まず、回転する土台をつくることにしました。 回転できるようにするためモーターの回転を使うことにしたので、２年の時の実習であ る相撲ロボットで使ったモーターとギアの仕組みを使い、それをプラスティック板につ けて回転できるようにしました。 その次は実際にペットボトルを乗せそれに LED の光を当てて壁に模様を映し出しまし た。 ペットボトルの大きさや形状、回すスピードによって綺麗さがあまりにも変わるので、 一番綺麗に見えるペットボトルを探すためにかなり時間がかかりました。 最終的には 500ml のペットボトルに水を満タンに入れてゆっくりと回転させるのが１ 番綺麗になるということがわかりました。 ・ 光る花 まず、どのような物で花を作るか調べるためインターネットを使いました。多くの例 でクレープ紙という紙がありました。実際にクレープ紙で花を作り LED を当ててみた ところ、紙が厚く光があまり通りませんでした。もっと薄い紙のほうがいいと思い、テ ィッシュペーパーを使うことにしました。薄いため花の形にするのが難しかったが、 LED を当ててみたところ光がよく通りました。LED の色は橙色が一番綺麗に見えまし た。 ・ ルノワール神殿 まず、どのような物を使えばきれいに光が見えるか皆で意見を言い合い、その結果、 光ファイバーを使ってみることにしました。 光ファイバーを使った作業は、最初に短いものと長いものの２つの長さの光ファイバー に切り適当な間隔を空けて紙やすりで少し削り光が抜けるように工夫しました。削る作 業は思っていたより精神的にも辛く時間がかなりかかりました。削った光ファイバー薄 く長方形に切った発泡スチロールに短いものと長いものを組み合わせて刺し、それを固 定していろいろな色の LED の光を通しました。暗闇で光らせるとかなり綺麗に光りま した。 ・ 感想 今まで体験できなかったことを体験することができてとても勉強になりました。自分 たちで一から最後まで考えて作業することの難しさを改めて実感することができました。 途中でやめたくなるような辛い作業もあったけど全員で力を合わせてやり遂げることが できたのでよかったです。これからは、この課題研究で学んだことを少しでも活かせて いければといいと思います。 マイコン制御３ 野球盤製作 石川大介 伊藤将太 稲垣一磨 １．制作動機 何にしようかいろいろ探していたら偶然に野球盤を見つけ、みんなで遊べて楽し める物なので作ってみようと思いました。 ２．目標 どんな人でも簡単に遊べて楽しめる物ができるようにする。 ３．制作工程 ・ 土 台 の 大 き さ は ９ ０ ０ ×９ ０ ０ ｍ ｍ に し ま し た 。 ・土台に脚を取り付けました。 ・内野はシートにスプレーで色付けしました。 ・内野と外野にシートを貼り、ベース・ヒット・アウト・ホームランゾーンの位 置を決めました。 ・ピッチャーは、輪ゴムを取り付けた棒を引っ張り、その反動でボールを投げる 方法にしました。 ・バットは廃材から作りました。 ・バットはサーボモータに取り付け、ボタンで回転させます。 ・ボールは鉄球を使います。ボールを曲げるために板に穴をあけ磁石を取り付け ました。 ・サーボモータで磁石の位置を調整し曲げる角度を変えることができます。 ４．感想 特 に 大 変 だ っ た 作 業 は ピ ッ チ ャ ー の 製 作 で し た 。ど の よ う に ボ ー ル を 投 げ る の か 、 なかなか決めることができず時間がかかってしまいました。 野球盤を製作してきて、物作りの大変さや誰でも楽しめる物を作る難しさを知る ことができました。 変化球装置 野球盤外観 ストップウォッチの製作 製作者 電気科 3 年 2 組 片山 航 樋ノ口 泰一 指導者 猪子先生 1. は じ め に 私たちは、3 年間の電気の勉強や実習で学んだことを生かして自分たちで一か ら回路を設計しストップウォッチを製作しました。 2. 研 究 概 要 ストッウォッチとはスイッチを押すことで秒を刻み、数値が表示され、もう一 度スイッチを押すことで秒の刻みが止まるようなものを電子部品を使用し、製作 する。 3. 回 路 図 お よ び 使 用 部 品 ・ 電 源 5V ・抵抗器 ・ ス イ ッ チ ×2 330kΩ ×25 ・ 可 変 抵 抗 器 ×2 ・ 7 セ グ メ ン ト LRD×3 ・ IC 7400 ・ IC 7408 ・ IC 7424×3 ・ IC 7490×2 ・ IC 7492 4. 外 観 5. 作 製 過 程 ① ストップウォッチに必要な動作を検討する。 ② 必要な動作をさせるための回路を調べる。 ③ 回路に必要な電子部品を収集する。 ④ 回路にあわせて電子部品の配置を決定する。 ⑤ 実際に電子部品を基板に取り付ける。 ⑥ 完成したものをケースに収容する。 6. 今 後 の 課 題 今 回 は 材 料 の 関 係 で RC 発 振 回 路 を 使 用 し た が 、 出 力 が 安 定 し な か っ た の で 、 出 力が安定するように水晶発振回路を使用し、正確に数値を刻むようにする。 7. 感 想 ・樋ノ口 秦一 はじめはストップウォッチのようなものをどうやって作成するか、見当もつか なかったが、先生に教えてもらったり、自分たちで調べることですこしずつ回路 の作成ができたのでよかったと思う。 ・片山 航 全体の回路図を作らず、各構成ごとに回路図を製作したので、いざ各構成を接 続するときにいろいろな問題が起きて苦労した。 余裕があれば全体の回路図を描いて不具合などをすぐ直せるようにしたいと思 う。 ピタゴラスイッチ 製作者 電気科３年２組 岩田利和 安藤敬純 伊藤大輝 永井良介 指導者 １ 猪子先生 目的 文化祭でお客さんに成果を見てもらうために、四人で協力して作る。 ２ 作成手順 （ a） パ イ プ 装 置 合 成 樹 脂 管・紐・ね じ・椅 子 三 つ・ア ウ ト レ ッ ト ボ ッ ク ス・鉄 パ イ プ を 使 用 す る 。 最初に椅子を下に引いて、そこにひもで鉄パイプを立てる。 次に鉄パイプの適当な位置に、アウトレットボックスを取り付ける。 そのアウトレットボックスの間に合成樹脂管を、ビー玉が転がっていくように取 り付ける。途中に、ドミノが倒れるように仕掛けを施す。 特徴 この作品の特徴は、この不安定な建物の中にドミノが設置してあることです。 ドミノの手前にビー玉をひとつセットしておいて、そのビー玉がドミノに当たっ てドミノが倒れます。 （ b） ド ミ ノ 装 置 ダンボール・針金・ガムテープ・木の板・ドミノ・竹の棒を使用する。 最初に、ダンボールで土台を作ります。その土台に木の棒でビー玉が通る線路を 作り、その後のパイプに入り下におちます。 次に、そのパイプから落ちた勢いでビー玉が並べてあるドミノに当たって、ドミ ノ が 倒 れ ま す 。そ し て 、上 が る 装 置 と し て 、そ の 倒 れ た ド ミ ノ が 針 金 に 当 た っ て 、 セットしてあるビー玉が転がって終わりです。 特徴 この装置の特徴は、ビー玉が上に上がることが出来ることです。 徐々に下に下って行く、ピタゴラスイッチの性質を考えて、針金で上に上がる装 置を作りました。 （ c） 落 下 装 置 使うものは、針金・木の板・ねじです。まず、木の板にねじを両端にずらして付 けていき、そのねじに針金をまっすぐに付けて、隙間をビー玉の転がる広さに合 わせる。そして、端っこの隙間は少し広くして、下に落ちるようにします。 ３ 今後の課題 今後は、もっとアイデアを高めてすばらしい作品を作り上げていきたいです。 今回の反省として、あまり外から見たときに、ガムテープなどが見えないよう に、見た目のほうも気をつけて作っていきたいと思います。 ４ 感想 永井 なにを作るかなかなかきまらず大変だったが、一通り形にできてよかった です。 伊藤 みんなで力を合わせて出来たので、よかった。 岩田 自分たちが考えた作品が完成できたので、頑張ったかいがあったなと思っ た。 安藤 おつかれさまでした。 電子スロット １ 製作者 電気科 3 年 2 組 指導者 猪子先生 川井田亮 立石智史 加藤宗一郎 はじめに 私 達 は 、は ん だ 技 術 の 向 上 の た め に 、発 振 器 、16 進 カ ウ ン タ 、７ セ グ メ ン ト LED デコーダを組み合わせて、電子スロットを作ることに決めました。 過去の実習で使った回路を、少し改造して論理回路について理解を深めようと思っ て製作しました。 2 研究概要 発 振 器 、 16 進 カ ウ ン タ 、 7 セ グ メ ン ト LED デ コ ー ダ の セ ッ ト を ３ セ ッ ト 作 る こ とにしました。 発 振 器 は 、 NE555 を 用 い て 設 計 し ま し た 。 16 進 カ ウ ン タ は 、 7490 を 用 い て 設 計 し ま し た 。 7 セ グ メ ン ト LED デ コ ー ダ は 74LS247 を 用 い て 設 計 し ま し た 。 ま ず 、 発 振 器 、 16 進 カ ウ ン タ 、 7 セ グ メ ン ト LED を 別 々 に 作 り 、 各 部 が 動 く か 確認した後、各部を繋ぎました。 （ブロック図） 発振 カ ウ ン タ 7 セグメン 7 セグメン 回路 回路 ト デ コ ー ト LED ダ回路 ３ 回路図 ４ 動作説明 ① スイッチで３つの発振器にトリガがかかり連続したパルスが発生します。 ② 発振器で発振パルスを発生させカウンタでカウントします。 ③ こ の ま ま で は 2 進 数 な の で 16 進 数 に 変 換 す る た め に デ コ ー ダ を 通 し ま す 。 ④ 7 セ グ メ ン ト LED に 表 示 さ れ ま す 。 ⑤ ス イ ッ チ の 発 振 を 止 め る と 、そ の 時 点 の 値 で 7 セ グ メ ン ト LED の 表 示 が 固 定 さ れます。 ５ 外観 ６ 製作過程 苦労した点は、回路のはんだ付けが思っていたよりうまくいかずとりあえずつけ ればいいと思ってつけていたら写真のようにぐちゃぐちゃになってしまった。どこ についてるのか分からなくなったり、はんだがしっかりついてないので取れたりし たところを探したりする事が大変だった。 ７ 今後の課題 ・発振回路の不具合の調整。 ・回路の配線を綺麗にする。 ８ 感想 （ 加 藤 ）一 つ あ た り の 回 路 の は ん だ 付 け の 箇 所 が 多 く て 、３ つ 作 る の は 大 変 だ っ た 。 （川井田）回路のはんだ付けが思っていたよりうまくいかず、回路の配線が汚くな っ て 見 に く い 配 線 に な っ て し ま っ た り 、ほ か に も 動 か な か っ た り し た の で 動かせるように直したかった。 (立 石 )回 路 を 一 か ら 作 っ て い く の は 思 っ て い た 以 上 に め ん ど く さ く て 、大 変 だ っ た 。 電子楽器の製作 電気科 指導者 3 年 2 組 岡本 猪子先生 史也 1 はじめに ある日、電気で音の鳴る楽器を見ていた時に、電気科なのだから自分で作ってみよう と思い課題研究のテーマにすると同時に製作してみました。 2 研究概要 設計図は雑誌の電子オルガンの教材の回路を採用し、それを笛型に改造する事にしま した。外枠は適当な物が無かったので木で自作する事にして、音程を変えるスイッチ にパソコンのテンキーを利用しました。 3 回路図および使用部品 （回路図） （使用部品） IC NE555P … １ 個 ダ イ オ ー ド ISI588 … １ 個 ８ Ω ス ピ ー カ ー 50mm φ … １ 個 単三乾電池…４個 電池ホルダー…１個 プッシュスイッチ…１３個 バリオーム 500Ω(B)スイッチ付き 16mmφ…1 個 20mmφツマミ BM‐20…1 個 コンデンサ･････0.01μF50V セラミックコンデンサ…2 個 0.01μF 50V マイラ…1 個 100μF 10V 縦型電解コンデンサ…1 個 抵抗･････47Ω…1 個 270Ω…1 個 470Ω…1 個 1kΩ…2 個 1.5kΩ…1 個 1.6kΩ…１個 1.8kΩ…1 個 2.7kΩ…2 個 3.6kΩ…1 個 4.7kΩ…2 個 5.6kΩ…1 個 8.2kΩ…5 個 10kΩ…1 個 12kΩ…5 個 56kΩ…1 個 82kΩ…1 個 10MΩ…1 個 ４ 動作説明 抵抗とコンデンサで正確な周波数を発振させ、抵抗をスイッチで切り替えて希望の音 程に変えてから、スピーカーで音として放出します。 ５ 外観 ６ 製作過程 適した外装が見つからなくて結局木で作ることになったので、思った以上に時間を取 られてしまい最後は急ピッチで進めないといけなくなってしまった。 ７ 今後の課題 予算、技術力の都合上、再現出来なかった所が多々あったので、その辺りも出来る様 にしたい。 ８ 感想 これからもこの様な工作があるだろうから、しっかり計画を立ててからの製作を心掛 けたい。 ☆新聞紙で薪を作る☆ 電気科3年１組 樹神元気 都築孝之 神谷勇気 １ はじめに 私たちはインターネットで「新聞紙から薪を作る」という言葉を見つけました。 その言葉をみてとても興味をもったのでいろいろ調べてみたら自分たちでも作れるとい うことがわかりました。また、最近エコという言葉をよく耳にして新聞紙燃料もとても エコという事なのでやろうと思いました。 2 作業内容 (1)製作計画・作業内容の考案 (2)設計 ・材料の選定 材料 アルミ板①45ｃｍ×10ｃｍ 2枚 ②55ｃｍ×10ｃｍ 1枚 ③14ｃｍ×10ｃｍ 2枚 木材①23ｃｍ×10ｃｍ×8ｃｍ 四角いパイプ①70ｃｍ ねじ 8個 ナット 8個 ワッシャ 8個 ・完成予想図の製作 (3)各部品の製作 Ⅰ 材料の切断 ・① ② ③を寸法通りに切断する。 ・パイプを寸法通りにパイプカッタで切断する。 Ⅱ 穴あけ ・①のアルミ板に穴を空ける。 ・四角いパイプに穴を空ける。 Ⅲ 曲げ ・①の両端から10ｃｍのところで90°に曲げる。 ・③を半分になるように曲げる。 Ⅳ 接続 ・木材と穴を空けたパイプを木ねじで接続する。 Ⅴ 完成品 （3）使い方 Ⅰ 新聞紙をバケツに溜めた水に１日ぐらい浸す。 Ⅱ Ⅰで浸した新聞紙を新聞紙燃料器の中に入れる。 Ⅲ 木材と四角いパイプで作った重しを上に乗せ水分を抜く。 Ⅳ 風通しのよい日の当たる場所に置いて１週間乾燥させる。 （4）結果 ・新聞紙で作る薪は、３時間で３∼４個作る事ができた。 ・今までの授業で１３個作ることができた。 ・燃えた時間は１時間程度で、普通の薪と変わらなかった。 ・燃えてから灰になるまで、１時間半ぐらいかかった。 （5）感想 ・新聞紙燃料を燃やしてみたら、とても煙や灰が出てきて 服に匂いがつき嫌になった。新聞紙燃料を作るのは、大変 だったけどちゃんと燃えてくれてよかった。 行灯・ひょうたんランプ作り 製作者 E31 間瀬暁紀 中澤寛二 安藤 八坂慎吾 早川真也 鈴木悠介 石川裕次郎 吉村 松下真士 凌 大 吉本隼也 動機 材料をより安く仕入れ計画的に作業することで、無駄を なくすという課題を基に文化祭販売に向けて作品を作ることにしました。 行灯 材料・使用道具 長さ 45 ｃｍ、太さ 1.5 ｃｍ× 1.5 ｃｍ 2 本−① 長さ 14 ｃｍ、太さ 1.5 ｃｍ× 1.5 ｃｍ 1 本−② 長さ 25 ｃｍ、太さ 0.5 ｃｍ× 0.5 ｃｍ 1 本−③ 長さ 12 ｃｍ、太さ 0.5 ｃｍ× 0.5 ｃｍ 4 本−④ 長さ 14.5 ｃｍ、太さ 0.5 ｃｍ× 0.5 ｃｍ 4 本−⑤ 高さ 5 ｃｍ、幅 12 ｃｍ、奥行き 14 ｃｍの台 長さ 17 ｃｍ、幅 9 ｃｍ、厚さ 0.5 ｃｍの板 電球、レセプタクル、木工用ボンド、和紙、電源コード、竹ひご 電動ドリル、のこぎり、やすり、プラスドライバー 作業手順 ∼行灯の枠作り∼ (1).③を 3 本使って、くの字の形にボンドで接着したものを 4 つ作る。 (2).(1)で作った木に対して垂直に④と⑤を接着する。 (3).(2)で作った枠に、和紙をシワができないようにボンドで接着する。 (4).板にレセプタクルをつけて、レセプタクルに電源コードを取り付けて、板と(3)で作っ た枠を組み立てる。 ∼台座と支柱作り、そして完成∼ (1).台に①に木が通るようにやすりで穴をあけ、台と①をボンドで接着する。 (2).行灯の枠と①を組み立てるために、竹ひごを通して強度をあげる。 (3).最後に②を①の一番上の部分に取り付ける ひょうたんランプ 使用道具 ドリル、カッター、ランプ、柿渋の汁、ひょうたん、 筆記具、接着剤 作業工程 １、ひょうたんに柿渋の汁をぬり、３０分程乾かし それを２，３回繰り返す。 ２、ひょうたんにデザインを描く。 ３、デザインにあわせて穴を開ける。 ４、ひょうたんの底をランプの大きさに合わせて、カッターで切り取る。 ５、切り取った場所に接着剤でランプを取り付ける。 感想 間瀬・・・最初は木と木を付けるのに苦労して何度もやり直した結果うまく付けることが できました。でも、設計図をうまく作れなかったので全体的にバランスが悪か ったけど、三人でひとつの作品を作ることができてよかったです。 八坂・・・見本をマネして作ってみたけど長さ、角度、取り付けがなかなかうまくいかな くて大変だった。でも、最初から最後まで自分達の力で計画をたてて役割分担 をしてひとつの物を完成させることができたから良かったです。 石川・・・何をすればいいのかも自分たちで考える必要があったので、最初は本当に何を すればいいのか分からなかった。でも三人で力を合わせて少しずつ作業が進ん でいくことができたのでいい体験ができたと思う。 中澤・・・木を解体するのから始めて、完成するまでとても時間がかかりました。 でもメンバーと協力することにより、上手にできたと思います。 早川・・・最初は簡単に作れると思ったが案外難しく苦戦しました。 でも、最後まで作れたので満足です。 吉村・・・最初はとまどったけれど、行灯は作ったことがなかったから興味が 沸いてがんばって作ることができました。 安藤・・・最初、ひょうたんランプをつくることは、絶対うまく出来ないと思ったが、 作るたびに上達してきたので、いい体験になりました。 鈴木・・・私は、細かい作業が苦手なのでひょうたんランプを作るのは不安だったけど、 上手に出来たのでよかったです。 松下・・・自分が思っていた以上に作業が細かく苦労したけれど、一つ完成させたときは とても達成感がありやれてよかったと思う。 吉本・・・ひょうたんランプを作ってみて苦労したことは、穴あけ作業です。均等な間隔 であけないと作品の良さが落ちてしまうので､時間をかけて念入りにやりました。 ∼第一種電気工事士の資格取得∼ 電気科 3 年 2 組 伊藤 亮太 加藤 邦生 諏佐 祐介 鈴木 彰剛 高橋 亨弥 平田 真也 細田 昇吾 【１】目標 ・ 第一種電気工事士の資格取得に向けて効率の良い勉強方法の模索。 ・ 受験に向けてオリジナル問題集を作成し各自学習する。 【２】挑戦した動機 ・ 就職などに役に立つため。 【３】資格取得への道のり ・ 過 去 10 年 分 の 問 題 か ら 種 類 別 に オ リ ジ ナ ル 問 題 集 を 作 成 す る 。 ↓ ・ オリジナル問題集に沿って課題授業中に問題を解き解答をする。 間 に 合 わ な か っ た 所 は 夏 休 み 中 に 出 校 し 勉 強 を す る 。（ 1 週 間 に 2 日 ） ↓ ・ 10 月 3 日 名 古 屋 工 学 院 に て 第 一 種 電 気 工 事 士 試 験 実 施 。 【４】資格紹介 ・ 第二種電気工事士との違い 自家用 500kW 未 満 資格 電線路除 右記以外 く・600V 以 下 第一種電気 工事士 第二種電気 工事士 ネオン設 備 非常用予 一般用 備発電装 置 ○ ○ × × ○ × × × × ○ 【５】試験結果 ・ 合格者 0名 ・ 不合格者 6名 【６】反省・考察 ・ 就職試験及び部活の夏の大会などが重なってしまい勉強がうまくいかなかった。 ・ 各自の勉強量が足りなかった。 【７】感想 ・ 第二種電気工事士くらいだと思ってなめてかかり 1 級の差がこれほどのものだ と い う こ と を 思 い 知 ら さ れ ま し た 。今 回 勉 強 し た こ と を 生 か し て 今 年 も う 一 度 あ る第一種電気工事士の試験にチャレンジしたいと思います。 ∼各種資格取得∼ 電気科 3 年 2 組 伊藤 【１】目 亮太 岡本 紘幸 纐纈 博章 平田 真也 標 ・ 将来役に立つ資格を取得する。 ・ 専門的知識を得る。 【２】挑戦した資格と概要 ・ 工 事 担 任 者 DD3 種 ・ AI3 種 電 話 機 、パ ソ コ ン 、デ ー タ 端 末 、Ｆ Ａ Ｘ な ど 端 末 整 備 を 電 気 通 信 事 業 者 の ネ ッ トワークに接続する工事に従事し、監督する資格です。 接続する設備の種類と通信回線の数などによってさまざまな種類があります。 受験者 DD3 種 AI3 種 纐纈 平田 博章 真也 ・ 英語検定 2 級 「聞く」 「話す」 「読む」 「 書 く 」の ４ 技 能 を 、筆 記 ･リ ス ニ ン グ ･ス ピ ー キ ン グ の テストで直接・的確に測定し、合否を判定します。 試験は年 3 回実施され、初級の 5 級から 4 級、3 級、準 2 級、2 級、準 1 級、 そして最終目標となる 1 級まで自分に合ったものを受けることができます。 実 社 会 で 役 立 つ 、「 世 界 レ ベ ル の 英 語 力 」 を 測 る 資 格 試 験 。 そ れ が 「 英 検 」 で す。 受験者 岡本 紘幸 ・ 危険物取扱者乙種第 4 類 火 災 の 危 険 性 が 非 常 に 高 い 物 質 の 取 り 扱 い な ど を 行 う こ と が で き 、ま た は そ の 取り扱いに立ち会うために必要となる資格です。 危険物取扱者の資格保有を証明するため都道府県知事から「危険物取扱免状」 が交付されます。 受験者 伊藤 亮太 ・ 計算技術検定 2 級 全 国 工 業 高 等 学 校 校 長 協 会 が 主 催 し て い る 、計 算 力 の 検 定 試 験 。工 業 高 校 生 ら が 任 意 で 受 験 で き る 資 格 の 一 つ で あ る 。す べ て の 工 業 高 等 学 校 、商 高 等 学 校 が これに加盟しているので事実上すべての工業高校生が受験可能。 合格者 伊藤 亮太 【３】感想 ・ 1 年 間 を 通 し て さ ま ざ ま な 資 格 の 勉 強 を し て き て け れ ど 、資 格 を 取 得 す る の が こ れ ほ ど に も キ ツ イ も の だ と は 思 っ て も い ま せ ん で し た 。取 得 で き な か っ た 資 格 も 次の機会に取得できるように勉強に励んでいきたいと思います。 動物パズルの製作 電気科３年１組 18 番 田中健太 31 番 松岡大樹 34 番 村里翔 35 番 森部二三大 33 番 宮里紘平 1. はじめに 私たちが動物パズルを作ろうと思ったきっかけは先輩たちが作ったパズルを見て 自分達も作ってみたいと思い製作しました。 2. 使用機器 糸ノコ 丸ノコ盤 卓上ボール盤 高速サンダー 3. 材料 木の板 目ネジ アクリル板 釘 4. 作業内容 (1) パズル決め ・ 多くのイラストの中から 3 つ選ぶ（今回は豚型、星型、亀型を作りました） (2) パズルの設計 ・ パズルの寸法決め。 ・ パズルを収める箱の寸法決め。 (3) パズル、箱の製作 ① パズルの製作 ・ トレース紙にイラストを写す。 ・ カーボン紙を使ってパズル用の板にイラストを写す。 ・ 板に糸ノコの刃を通すための穴を開ける。 ・ 穴に刃を通しイラスト通りに板を切断する。 ・ 糸ノコで切断した後はバリが残るので紙やすりを使ってバリを取り除く。 ・ パズルの枠にパズルが抜けないように下板をつける。 ② 箱の製作 ・ 板に必要な長さの分だけ線を書く。 ・ 丸ノコ盤を使って板の切断と溝を彫る。 ・ 箱の蓋のアクリル板を必要な長さだけ切り出し、木で作った牛の取っ手をア クリル板に釘を使って固定する。 ・ 木ネジで箱を組み立てる。 ③ パズルと箱の仕上げ ・ パズルの外枠の大きさを箱の大きさに合わせて丸ノコ盤を使ってそろえる。 ・ 紙やすりでパズルの外枠と箱の角を均一な R にする。 ・ 高速サンダーで箱の段差を取り除く。 ・ パズルのピースも丁寧にヤスリをかけて整える。 5. 完成品 6. 感想 設計からやるのは初めてだったので、試作にとても時間がかかり予想以上に大変 だった。みんなで協力して作ることはとてもやりがいのあったいい経験でした。 今回の製作ではかなりの完成度でやりきったので満足のいくものでした。 この経験を今後の生活にも生かしていきたいと思います。 課題研究メンバー： 電気科３年２組 指導担当：電気科 大城渡 小園浩由 近藤太一 高田築 野村尚平 藤田崇史 船原諒一 武藤力 山口喜雄 山田将之 都築正孝 目標： 昨年デンソーのイベントに出展したホバークラフトにボディを取り付け、外観を良くする。 一学期は、厚紙を使ってどのデザインにす るか決めました。全員でそれぞれボディを デザインして十点のなかから左のデザイン に決定しました。 説明 ・単純なホバークラフトじゃつまらないの でそうならないようにした。 乗り降り位置 決定されたデザイン ・ボディを上げ下からくぐるように乗る。 利点、欠点 ・安全性を考え、窓を大きくした。 運転席を広くするために斜め部分を減らし た。 ・後ろに窓がないため後方確認がしにくい。 このデザインを基に図面を描きました。 実際の大きさの寸法を入れて厚さ１１mm のベニヤ板を使って組み立てることにしま した。 一生懸命作業しているなか中日新聞の取 材が来ました。みんなのコメントや写真が 全部は載らなかったけれど、８月の新聞に 載ってとてもよかったです。 左の写真がそのときの新聞記事です。 「ものづくりは一つの技術だけで作り上げ ることはできない。みんなで協力して手で 加工して形になっていく喜びを感じさせ 掲載された新聞記事 る」という都築先生の言葉が書いてありま した。 車体製作 二学期は、車体の製作、ブロワ固定台、 制御回路、ブロア旋回装置作成に班を分 けました。 車体製作 ・最初にベニヤ板を採寸して切 断。 ・ガムテープでカリどめ ・ネジで組み立て ・パテで穴埋め ブロワ固定台 ブロワ固定台 ・設計図の作成 ・木材の加工 ・組み立て 制御回路 ・ ハンドル操作を自己保持する先 行入力優先回路で、ハンドルを 上下左右に動かすことによって ブロアーの向きを制御するプロ 制御回路 グラムです ・ 左から順に、黄色が出力リレー、 赤色がハンドル入力スイッチ、 青色がブロワ入力スイッチです ブロア旋回装置作成 ・風の放射が一定方向では直進しか できないので、旋回装置の作成を 行う ブロア旋回装置作成 ・動力源はモーターを使用 ・ブロアのためのインバータを内蔵 する 感想 ・悩むことも多かったけれど楽しか った。 ・木材加工がうまくいかなかった 後輩へ ・制御は難しいけどとにかくがんば って テニッカ―ロボットの製作 電気科３年２組 大須賀 樹生 長田 真也 木寺 慎吾 鈴木 圭祐 竹内 靖裕 柘植 和幸 戸田 英寿 中川 祐太 丹羽 勝也 担当者 三山 将 揖斐 勇樹 １．研究のねらい（目標） このテニッカーロボット製作はメンバー全員と力を合わせてひとつのものを作り 上げて「第 2 回愛知県工業高校生ロボット競技大会」に出場します。目標はもちろん 優勝です。 ２．競技内容 協議の内容は大会の参加規定にそって１チーム一台のロボットを作ります。試合は フィールドに落ちているボールを回収し、ロボットに装備してあるテニスラケットで 打ってゴールに入れ、試合が終了したときに点数の多いほうのチームが勝利となりま す。点数が同点の場合はロボットの重量が軽いほうが勝利となります。 今回、2 台ロボットを出場させることになり「漢・大和魂（おとこ・やまとだまし い ）」 班 と 「 チ ー ム ヴ ァ ン ノ ゴ ハ ン 」 班 の 2 つ に 分 け て 作 業 を 行 っ て き ま し た 。 ３．研究経過 ∼漢・大和魂∼ メンバー 大須賀 木寺 竹内 戸田 中川 1 学期 ∼チームヴァンノゴハン∼ メンバー 長田 鈴木 柘植 丹羽 三山 1 学期 設計 設計 車輪の製作 車輪の製作 土台の製作 2 学期 2 学期 土台の製作 回収部の製作 ボール回収部の製作 ラケット動作機構の製作 ボール搬送部の製作 ボール上昇機構の製作 ラケット動作機構の製作 ボール運搬部の製作 制御回路の製作 制御回路の製作 「 第 2 回 愛 知 県 工 業 高 校 生 ロ ボ ッ ト 競 技 大 会 」 出 場 （ 12 月 23 日 ） ４．研究内容 ∼漢・大和魂∼ 私たちのチームは製作班長の戸田を頭とし、各機構の作業責任者を設定しました。 木寺 ボール回収機構 戸田 ラケット動作機構 中川 ボール上昇機構 大須賀 ボール運搬機構 竹内 制御回路 ※土台、駆動部は全員で製作。 製作途中に何か問題があるとその部分の作業責任者をリーダーとして、手の空いて いる人がフォローして問題の改善に取り組みました。 ・ボール回収機構 ２枚の板を十字に取り付けた羽をロボットの側面に取り付け、 羽を回転させることによってボールを回収する。 ・ラケット動作機構 ラケット動作機構の仕組みは ①ラケットの柄の部分を引きばねで下方向に引っ張り 固定する。 ②モーターに取り付けたハンドルを回転させる。 ③ハンドルがラケットの柄を押し上げばねが伸びる。 ④ハンドルがラケットの柄から外ればねの力でラケットを振り、ボールを打つ。 このような機構となっています。 ・ボール上昇機構 塩ビパイプに幅の細いスポンジを螺旋状に巻きつけたもの を製作し、それを回転させることによってボールを上昇させ る。 ・ボール運搬機構 雨どいがちょうどテニスボールの大きさとほぼ同等で あることを利用し、ボールを雨どいの上を転がしてラケ ット動作機構へ運搬する仕組みを製作した。 ・制御回路 制御電圧を１２Ｖに設定し、制御リレーを用いて各機構の モーターを制御した。 ∼チームヴァンノゴハン∼ 土台、駆動部、ボール回収部、ボール搬送部、ラケット 動 作 機 構 、制 御 回 路 を 、メ ン バ ー を 数 組 に 分 け て 製 作 し た 。 ・土台・駆動部 土台はアルミの角パイプを使用することにより強度と軽 量化を図った。 駆動部はオムニホイールという特殊なタイヤを使用する ことによりロボットの向きを変えることなく前後左右自由 自在にロボットを動かせるようにした。 ・ボール回収部 塩ビパイプにゴムロープを巻きつけたものを高速回転さ せることにより、ボールを巻き込みながら回収する。 ・ボール搬送部 エレベーター方式を採用し一度に４個のテニスボールを ボール発射位置まで上昇させることができるようにした。 ・ラケット動作機構 機構自体は「漢・大和魂」と同じだが、ラケットの柄を 短く切り、加工することで機構自体がコンパクトにまとま りラケットの動作が速くなった ５．研究結果 ロ ボ ッ ト は 完 成 し ま し た が 、大 会 で は ２ 台 と も 初 戦 敗 退 と い う 結 果 で し た 。し か し 、 皆で一からモノを作る喜び、完成した時の達成感を味わえたと思います。 ６．感想 大須賀 樹生 自 分 た ち だ け で 、一 か ら 物 を 作 っ て い く の は と て も 楽 し か っ た 。大 会 は初戦で負けてしまって悔しかったけど、貴重な体験ができたと思い ました。夏休みから学校に出てきて、やってきた甲斐があった。 木寺 慎吾 テ ニ ッ カ ー ロ ボ ッ ト を 作 っ て 、最 初 は と て も 嫌 で 辞 め た い と 思 っ て い ましたが、徐々に出来上がっていくロボットを見ていると、自分たち だけで作っていったので、愛着がわいてきて、段々、早く完成させた いと思ってきました。最初は本当に大変だったけど、とてもやりがい があって、終わってみると楽しかったです。 竹内 靖裕 最 初 は デ ザ イ ン 賞 を 取 る と い う 目 標 で 、ロ ボ ッ ト の 性 能 は 気 に し て い ま せ ん で し た 。し か し 、夏 休 み に 入 っ て か ら 、皆 に や る 気 が 出 て き て 、 性能重視のロボットを作ろうということになり、本格的な作業が始ま りました。二学期に入ってからは毎日のように居残りで作業をし、結 局完成するまでに２００時間以上かかりました。大会の日は調整をし たのに、マシントラブルが起き１回戦で負けてしまって、とても悔し かったです。ロボットを一から作るのはとても難しかったけど、いい 経験になりました。 戸田 英寿 テ ッ カ ー ロ ボ ッ ト を 通 し て 、最 初 は 作 業 を や る の が 嫌 で し た が 、時 間 を重ねるごとに作業をすることが楽しくなりました。最終的に大会で は負けてしまったけれど、いい経験をすることができました。 中川 祐太 こ の 課 題 研 究 に と て も 時 間 を 使 っ て き ま し た 。は じ め の 方 は ア イ デ ィ ア な ど が 全 く 浮 か ん で こ ず 、何 を 作 っ て い い か わ か り ま せ ん で し た が 、 本格的に作り始めてから、自分が想像したものを作る楽しさがわかっ てきました。このテニッカーロボットを作ることができて、とてもい い経験ができました。 長田 真也 僕 が 課 題 研 究 を 通 し て わ か っ た こ と は 、物 を 一 か ら 作 る 難 し さ と 楽 し さです。物を一から作る難しさがわかったことは、どのような形で、 どのように動作するかを自分たちで考えていた時です。物を一から作 る楽しさは、実際にロボットが完成した時です。大会は残念だったけ ど、最後までやれてよかったです。 鈴木 圭祐 最 初 は ア イ デ ィ ア が 全 く ま と ま ら な く て 、イ メ ー ジ が 全 然 わ か ら な か ったけど、最終的にはちゃんと形になったのでよかった。みんなで一 つのロボットを作り上げたのは、これから社会に出るにあたっていい 経験になったと思いました。 柘植 和幸 私 は 、こ の 課 題 研 究 の テ ニ ッ カ ー ロ ボ ッ ト の 製 作 を 通 し て 、多 く の こ とを学ぶことができました。仲間と協力して物づくりをするという経 験は、社会に出てからもきっと活きてくると思いました。 丹羽 勝也 課 題 研 究 が 始 ま っ た 頃 は 、な か な か ア イ デ ィ ア が ま と ま ら ず「 本 当 に できるのか」と思っていました。しかし、少しづつ作っていって皆で アイディアを出し合ううちに全体像がまとまっていき、最終的に何と か完成させることができてよかったです。 三山 将 今 回 の テ ニ ッ カ ー ロ ボ ッ ト 製 作 を 通 し て 、仲 間 と 協 力 し て 作 業 し た り 話し合って問題を解決することで協調性などの力を身に付けること ができ、いい経験になりました。 はじめてのメカトロニクス １ 電気科３年１組 稲垣卓也 柏田 真 加藤高康 近藤真樹 外山剛史 中津川絢哉 中村飛里 浪崎剛士 服部祐弥（班長） 指導者 津金平和 はじめに 私たちは一年間かけてＭＰＳ装置を実習に取り入 れることができるように取り組んできた。 はじめに実習が快適に行えるように実習室の整備 を行った。そして、ＭＰＳのことが理解できていない といけないのでプログラミングを学んだ。そして、理 解したプログラミングを元に実習のテキストづくり を行った。 ２ ＭＰＳ装置とは ＭＰＳは Modular Production System の略であり、 競技用模擬ＦＡシステムと言われている。本校に導入 されたＭＰＳ装置は、「ディストリビューションステ ーション」「テスティングステーション」「ソーティ ングステーション」の３つで構成されている。この装 置は技能五輪や若年者ものづくりなどの競技大会に 出場できる仕様になっている。 製造工場のＦＡを想定したもので、空気圧制御とシ ーケンス制御などを駆使し、これをＰＬＣで制御する ものである。したがって、プログラミングの知識も必 要である。 ３ 実習室の整備 ＭＰＳ装置を設置したＣ棟２階の実習室、机が小さ くパソコンを置くスペースが無かった。もともとあっ た机を非常階段へ運び、隣の部屋にあった大きな机を 移動させた。 次に、ＭＰＳ装置とパソコンを接続す るためＬＡＮケーブルを製作した。そして、製作した ＬＡＮケーブルをライティングダクトの上に配線し、 ＭＰＳ装置と接続した。付属しているノートパソコン では課題研究に必要な文章作成や発表用のスライド作 成などに必要なアプリケーションが入っていないので、 オープンソースの Open Office という統合ソフトをイ ンストールした。 プログラミング ＭＰＳ装置を動作させるには、プログラムをＳＦＣ やラダーを用いて各部ごとに作成し、ＭＰＳ装置へパ ソコンからプログラムを転送すればよい。 ラダー図はシーケンス図で、ａ接点やｂ接点を用い 写真１ メンバー 写真２ MPS 装置 ４ 写真３ LAN ケーブルの製作 た接続図をエディットウィザードを使うことで様々なファンクションを加え、作成できる。 また、ＳＦＣと呼ばれるプログラミング方法ではタイマやラダー図の回路を挿入してプログラ ムを作成できる。 転送されたプログラムはＭＰＳ装置で実行中、モニタできる。実行中の動作や動かなくなって しまった箇所をパソコン側で表示でき、原因を追究することができる。 また、３つのステーションを同期をとることで動作のループを行い「ディストリビューション ステーション」→「テスティングステーション」→「ソーティングステーション」→「ディスト リビューションステーション」といった一連の動作が可能である。なお、プログラムは装置のメ モリに書き込まれているので、上書きするまで電源を切っても消えない。 ５ 実習テキストづくり はじめてＭＰＳ装置にふれる人にもわかりやすい 実習テキストを作ることを目指した。小牧工業高校が 実習に取り入れているので、その実習テキストを参考 に、刈谷工業高校オリジナルのテキストの作成をした。 まず、ＭＰＳ装置に使用されている専門用語を班員 それぞれが各自で調べて、意見をまとめた。 次に、ＭＰＳ装置の動作を理解するために、プログラ ムを作成して、班員全員が簡単な動作を行えるように した。 ＭＰＳ装置は３つのステーションがあるので、班員 を分担してテキストづくりをはじめた。実習テキスト の目標、予備知識、実習手順、課題を自分達なりに考 え、実習のテキストとした。 写真４ MPS のプログラミング ６ 今後の課題 今年度ＭＰＳ装置のことを調べたり、実習室の整備や準備、運転などを行ってきた。今後の課 題として次のようなことがあげられる。 ・ＭＰＳ装置の各ステーションの流れや、構造、操作方法などについてよく理解して整備や動 作を正確に行えるようになることが必要 ・次年度から行われるＭＰＳ装置を使った実習の指導書をＭＰＳ装置に触れたことのない人に も理解できるように、できるだけわかりやすくすること ・この課題研究で得た経験や学んだことを会社などで生かせるようなものにすること ７ おわりに この課題研究を始める前にはＭＰＳ装置という言葉さえ聞いたこともなかった。 実習室の整備で机を移動するときは大変重く大変だったが、実習室を一新できた。 パソコンでプログラムを作成する時にラダー図を使った。一生懸命プログラムを考えてＭＰＳ 装置を動作させ、修正しては動作させることを繰り返した。難しいとは思ったが、思ったとおり 動いた時はすごく感動した。 実習テキストづくりは、今まで学んできたことをまとめになった。次年度からの実習ではより たくさんの人にＭＰＳのことを知ってほしいと思った。 マイコン制御１ １ はじめに 小型マイコンを使用して色々な物（例えば、LED など）を制御したいと考えました。 制御するためのプログラムには C 言語を用います。 ２ 研究概要 まず、どんなイルミネーションを作るか、それを考えました。考えた結果、お城の 模型を作りそれにＬＥＤを取り付け光らせるように、作業に取り掛かりました。です が途中で、刈谷駅周辺でイルミネーションの展示ができると聞いたので、計画を変更 し、クリスマス仕様のイルミネーションを作ることにしました。 インターネットでクリスマスの画像を調べてそれをもとにイルミネーションの土台を 作ることにしました。 ３ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ４ 使用材料 発泡スチロール スチロールカッター 針金 ベニヤ板 ペンキ（黒。ベニヤ板を塗装するため。） 木材（板を立てるための足の部分。） 木ねじ LED チューブ LED 制御装置 外観 ５ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 製作過程 発泡スチロールにプロジェクターを使って絵を転写 発泡スチロールの切り抜き 針金を発泡スチロールの枠の形に曲げる ベニヤ板に曲げた針金をステップルで固定 ベニヤ版を黒に塗装 フレームに LED チューブを固定 足になる部分の木材を組み立て固定 完成 苦労した点・・・ 針金が非常に硬かったので、形に添って曲げるのに苦労した。 針金をステップルで板に打ち付けるのが難しかった。 発泡スチロールをカットするときにコツをつかむのが大変だった。 （垂直にカットしな いと、部品が斜めになったり、まっすぐに切らないときれいな直線にならない。） 反省点・・・ 途中で計画を変更したため、最初に作ったお城の模型の木材と時間が結果的に無駄 になってしまった。 ６ 今後の課題 ７ おわりに ∼感想∼ 計画が変更になって完成の期限も早く、無事に完成できるか心配だったけどなんと か完成できてよかった。みんなで協力してひとつの作品を仕上げる機会はなかなかな のでよい経験になったと思う。今回はイルミネーションのため、完成して点灯させる まで想像できなかったが、完成して点灯させたときは感動と達成感が得られた。協力 してくれたメンバーと先生に感謝の気持ちでいっぱいです。