平成 9 年 7 月 7 日 第 7 回高校生ものづくりコンテスト近畿大会 電子回路組立部門 課題 １ 課題 図１に示す課題システムを完成させた後 課題プログラムを作成する [接続ケーブル A] 入力回路① 出力回路② [接続ケーブル B] CN4 制御マイコン③ 競技時間内に製作 CN CN3 各自持参 CPU は自由 RC サーボモータ [接続ケーブル E] CN5 DC モータ CN6 ステッピングモータ [接続ケーブル F] [接続ケーブル G] 事前に製作し 競技者が持参する [接続ケーブル D] 制御プログラム④ 開発用コンピュータ⑤ 各自持参 開発環境 言語は自由 CN [接続ケーブル C] または CN7 [AC アダプタ] DC ５V 電源⑥ 各自持参 図 課題システム １ 入力回路① 設計仕様に基づき 支給される電子部品等を用いて電子回路基板を設計 製作する ａ 設計仕様 電子部品等は大会当日に配布する ｂ 設計した回路は支給する方眼紙 (A4 版)に作図して提出する 定規 テンプレートは使用可 ｃ 設計した回路図どおり 回路を製作する 但し 抵抗については 位置の指定をしない ｄ 電子回路基板はユニバーサル基板に スズメッキ線 φ0.5mm を使用して製作する ｅ ユニバーサルプリント基板は サンハヤト ICB-93 を支給する ｆ 鉛フリーはんだ HOZAN HS-33 φ0.8 Sn/3Ag/0.5Cu を使用する ｇ 使用する部品は コネクタ スイッチ フォトデバイス等を支給する 部品仕様は 当日配布する 資料にて指示する ｈ 資料 3 ａ に示すコネクタにより制御用マイコン③と接続ケーブルＡでする ｉ ユニバーサル基板用コネクタは 日本圧着端子製造 NH シリーズ B8P SHF AA を支給する ２ 出力回路② 第 7 回高校生ものづくりコンテスト全国大会の出力回路②を使用する 制御対象として 7 セグメント LED 個 フルカラー LED 個 光拡散ゴムキャップ付 OS -CAP -5MK- 等 RC サーボモータ 個 DC モータ 個 ステッピングモータ 個 圧電ブザー １個 を含む ａ 出力回路② は 出場する各校で部品等を購入し 事前に製作をして 大会当日に持参する ｂ 回路図を資料 使用部品の一覧を資料 に示す ｃ 各自が準備した電源で コネクタ CN もしくは DC ジャック CN7 から電源を供給する --
ｄ 0 ピンのフラットケーブル用コネクタ CN CN3 により 制御用マイコン③ と接続ケーブ ルＢで接続する ｅ 出力回路②のスイッチ SW はブザー使用時のみ ON にする ｆ RC サーボモータ DC モータを換装したギヤボックスとステッピングモータについては 回転方 向が確認できるようにアクリル板等に固定する ｇ 出力回路②のコネクタ CN CN6 のピンの配置図を資料 3 に示す 資料 の電子部品について 相当品を使用しても構わないが 7 セグメント LED 個 フルカラー LED 個 RC サーボモータ 個 DC モータ 個 ステッピングモータ 個 圧電ブザー １個 の動作確認をしておくこと コネクタ ケーブルについても 接続や通信の確認をしておくこと 持参した出力回路②は採点対象としないが 競技終了後の動作確認 プレ審査 時に動作しな い場合は 課題に対するプログラムが完成しなかったものとする 直径約 4 の角度表示板をサーボモータ及びステッピングモータの軸先に両面テープで角度指 示板を付ける 角度指示板は図 (b)及び図 (c)のようなものを使用します 角度指示板 両面テープ サーボモータ 及び ステッピングモータ (a) 取付方法 (b) 角度指示板 (サーボモータ用) (c) 角度指示板 (ステッピングモータ用) 図２ ステッピングモータ及びサーボモータ と 角度指示板 各校で製作して持参する 出力回路② は 第 7 回高校生ものづくりコンテスト全国大会で使用す るものと同じであり 株式会社アドウィン から購入したものである 基板は各府県の理事に出場校 校につき 枚ずつ配布するので それを受け取り大会当日までに製作 しておくこと ３ 制御用マイコン③ ａ 使用する言語やコンピュータの性能 形状等の制限はない 開発環境は競技者がすべて持参する ｂ 各自が準備した電源装置から電源を供給する ４ 制御プログラム④ 大会当日に提示する仕様に基づいたプログラムを作成し 制御用マイコン③ にプログラムを転送し実 行させる ａ プログラム仕様は 大会当日に配布する ｂ プログラム言語や開発環境は自由とする ｃ 競技中に持ち込み資料の参照を原則禁止とする --
(5) 開発用コンピュータ 5 (a) 競技者が制御プログラムを作成するために持参するコンピュータに制限は設けない (b) 使用する制御用マイコンのプログラム開発環境も含めて持参すること (6) 電源 6,AC アダプタ (a) 出力回路 への電源供給は, 接続ケーブル C もしくは AC アダプタのどちらかを使って行う (b)ac アダプタからの電源供給は,.mm 標準 DC プラグ ( 極性 : センター +5V) 付とする 作業条件 () 競技時間 時間 30 分 (50 分 ) () 主催者側から支給 ( 用意 ) するもの (a) 入力回路 で使用する電子部品( 規格表を含む ) 及び材料等 (b) 入力回路 の回路図を作成するための方眼紙(A4) (c) 鉛フリーはんだ (HOZAN HS-33 φ0.8 Sn/3Ag/0.5Cu) (d) スズメッキ線 (φ0.5mm) (e) 耐熱架橋ポリエチレン電線 ( 導体径 φ0.3mm( 単線 )) (f)ac00v コンセント ( 口 ) (3) 競技者が準備するもの (a) 制御用マイコン3 及び開発用コンピュータ5を含む開発環境 (b) 出力回路 ( 製作し, 各自持参する ) (c) 接続ケーブル ( 接続用ケーブル A~G) (d)+5v の電源 6( 出力回路 用 ) (e) 工具類工具類とは各自の作業に必要なもので, はんだごて, こて台, ニッパ, ラジオペンチ, ドライバ (+), テスタ, テーブルタップ, 保護メガネ, 基板支持台など (f) テーブルタップ (g) 筆記用具及び定規 テンプレート等 (h) 作業服 (i) 保護メガネ ( メガネ着用者は除く ) (4) 競技者の服装等 (a) 競技中は, 各学校で使用している作業服を着用する (b) はんだ付け作業中は, 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 - 3 -
3 注意事項 () 作業を行うにあたっては, 安全に十分注意する () 支給された部品及び材料以外のものは, 使用しない (3) リード線の切断時には, 破片が周囲に飛び散らないように配慮すること (4) 競技に持ち込むパソコン等に, ひな形となるプログラムを事前に書き込んでおくことを許可する 4 審査対象 () 入力回路 の回路図 () 入力回路 の製作基板はんだ付け状態, 部品の取付状態 ( 部品の傾斜, 浮き, 向きの統一など ), 製作課題に基づいた部品実装 (3) プログラム課題の仕様に対応する動作の状況 (4) 作業態度, 安全配慮 5 採点基準 () 採点項目と観点 項目 配点 観点 プログラミング技術 50 課題に対する動作 組立て技術 30 入力回路 の動作 外観( 部品の配置 レイアウト ) 部品の取り付け, 部品の損傷 はんだ付けの状態 工具及び部品の取り扱い 作業態度( 作業環境整備 ) 設計力 0 部品定数の設計, 部品の選定 部品配置の合理性 図面の完成度 記号, 文字 合計 00 () 順位の決定方法 合計得点の高い順に 位, 位,3 位, とする 同点の場合は, 組立て技術 得点の高い者を高位とする 3 組立て技術 得点も同点の場合は, プログラミング技術 得点の高い者を高位とする 4さらに同点の場合は, 設計力 得点の高い者を高位とする 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 6 その他 競技終了後, 直ちに動作確認 ( プレ審査 ) を行う 競技者は審査員の指示に従い, システムを操作して, 動作の確認受けること - 4 -
資料 出力回路②の回路図 第 7 回高校生ものづくり大会コンテスト全国大会 -5- 要項参照
資料２ 出力回路② 部品表 部品番号 品 名 型式または規格等 第 7 回 高校生ものづくりコンテスト全国大会(中国大会) 出力回路 数量 メーカー 購入店舗例 (株)アドウィン ADWIN R R カーボン抵抗 50Ω CFS/4C ±5% １/4W 3 R3 カーボン抵抗 330Ω CFS/4C ±5% １/4W 4 R4 R カーボン抵抗 50Ω CFS/4C ±5% １/4W 9 5 R3 カーボン抵抗 kω CFS/4C ±5% １/4W 6 R4 カーボン抵抗 00Ω CFS/4C ±5% １/4W 7 SR SR 集合抵抗 00KΩ 8 素子 SIP 指定無し 8 SR3 集合抵抗 0KΩ 8 素子 SIP 指定無し 9 C 電解コンデンサ 470uF 6V ルビコン 0 C C6 積層セラミックコンデンサ 0.uF 5 村田製作所 C7 電解コンデンサ 00uF 6V ルビコン IC トランジスタアレイ IC TD6783APG DIP8 ピン 3 IC バスバッファ IC TC74HC540AP(F) DIP0 ピン 4 IC3 D-フリップフロップ IC TC74HC73AP(F) DIP0 ピン 5 IC4 モータドライバ IC BD6F-E SOP8 ピン ローム 6 D D4 ショットキーバリアダイオード CRS0 30V A S-FLAT 4 7 D5 ツェナーダイオード RD5.6F 5.6V W 日本電気(株) 8 SP 圧電サウンダ PKM3EPYH400-B0 村田製作所 9 SW スライドスイッチ NKK スイッチズ 0 CN 日本圧着端子製造(株) CN CN3 オムロン CN4 日本圧着端子製造(株) 3 CN5 日本圧着端子製造(株) 4 CN6 日本圧着端子製造(株) 5 CN7 SS-SDP B3P-SHF-AA コネクタ ベース付ポスト 3P(オス) 形 XG4C-03 フラットケーブル用コネクタ ボックスタイププラグ B3P-SHF-AA コネクタ サーボモータ用 ベース付ポスト 3P(オス) BP-SHF-AA コネクタ(DC モータ用 ベース付ポスト P(オス) B6P-SHF-AA コネクタ ステッピングモータ用 ベース付ポスト 6P(オス) MJ-79PH DC ジャック(DC5V 電源用.ｍｍ標準 DC ジャック マル信無線電機(株) 6 7SEG 7SEG 7 セグメント LED PARA LIGHT ELECTRONICS 7 Q Q4 パワーMOSFET A55SRD-A アノードコモン TPC8053-H (N-ch) SOP8 ピン 4 8 LED 緑色 LED OSNG333A φ3 OptoSupply 9 LED フルカラーLED OSTA53A カソードコモン OptoSupply 30 CAP LED 光拡散キャップ OS-CAP-5MK- OptoSupply 3 J 短絡専用プラグ PH-x03SG オムロン 3 servo MOTOR RC サーボモータ GWS MICRO/STD/F GWS-Tech CO.LTD 33 DC MOTOR DC モータ 60 型 欄外に記載 マブチモータ 34 STEPPING MOTOR ステッピングモータ SPG0-98 ユニポーラ ステップ角 3 日本電産コパル電子(株) DC モータは TAMIYA テクニクラフトシリーズ No.7 ４速パワーギヤボックス HE に付属のモータを使用 -6-
資料 3 競技者が持参する各種ケーブル等 (a) 接続ケーブルA( 入力回路 制御用マイコン3 接続用).5mm ピッチ 列 8 極コネクタ (H8P-SHF-AA) 3 4 5 678 GND 入力 0 3 入力 4 入力 5 入力 3 6 入力 4 7 入力 5 8 5V (b) 接続ケーブル B( 出力回路 制御用マイコン 3 接続用 )CN,CN3.54mm ピッチ 列 0 極圧着ソケットコネクタ (XG4M-030) 3 4 5 6 7 8 9 0 5V 出力 3 出力 4 出力 5 出力 4 出力 5 出力 8 出力 9 出力 0 GND (c) 接続ケーブルC( 出力回路 電源 6 接続用)CN.5mm ピッチ 列 3 極コネクタ (H3P-SHF-AA) 3 GND 5V 3 GND (d) 接続ケーブル D( 制御用マイコン 3 開発用コンピュータ 5 接続用 ) 各競技者の開発環境に適した接続ケーブルを使用する (e) 接続ケーブル E( 出力回路 RC サーボモータ 接続用 )CN4.5mm ピッチ 列 3 極コネクタ (RC サーボモータ付属 ) 3 GND 5V 3 GND (f) 接続ケーブル F( 出力回路 DC モータ 接続用 )CN5.5mm ピッチ 列 極コネクタ (HP-SHF-AA) OUT OUT (g) 接続ケーブル G( 出力回路 ステッピングモータ 接続用 )CN6.5mm ピッチ 列 6 極コネクタ (H6P-SHF-AA) φ φ 3 φ 3 4 5 6 4 φ 5 φc 6 φc - 7 -
資料 4 標準的なはんだ付けについて () はんだのぬれ性 イ. 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 ロ. 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 () はんだの量イ. 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) その他イ. 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 ロ. 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 ) ハ. ランドをはく離させないこと ニ. できるだけジャンパー線を用いず, 裏面のみで配線をおこなうこと 上記参考資料は両面スルーホール基板であるが, 大会当日作成する基板は, サンハヤト ICB-93 の片面基板を使用する [ 参考 引用文献 ] ものづくりコンテスト電子回路組立部門指導書 全国情報技術教育研究会 - 8 -