【終了】(2021年度)技術科教育法

20E2405C　山本健太

背景

チームKcarの山本健太です。今回私たちはチームの名前や名札のモデルにもなったKcarを立体的に作り出し、ダイオードを用いて音と光で装飾を施して車の劇場を作ろうと試みました。私たちは今回何を作ろうかかなり迷いましたが、チームメンバーと話し合った結果この授業でずっと推してきたKcarを活用することに決めました。

モデルになったKcarの写真をもう1度載せておきます。

(Kcarの詳しい説明は課題1のページをご覧ください)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　図1 元祖Kcarの写真

完成予想図

完成予想図は以下の写真のようなものを想定しています。周りの枠はダンボールを使用してその中にアクリルで作った立体的なKcarを配置しようと考えています。車のライトの部分にダイオードを使用してマイクロビットのボタンを押したときにブレーキやウインカーなどの音が鳴ると同時にダイオードが光るように設計しようと考えています。作成しているときにブレッドボードを用いながら作業をしていましたが、ブレッドボードを使用するとあまり見栄えが良くなかったのでハンダを使用して配線を繋ぎダイオードを本体にくっつけることにしました。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　図2 完成予想図

実際の作業

・Kcar本体

まずKcarの本体をアクリル板で立体的に組み立てるべくレーザー加工で設計を行いました。

スピードは150でパワーは100、回数は1回で行いましたがあまりしっかりと切り取りができなかったので回数を2回にするなど数回にわたってレーザー加工機を使用しました。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　図3 設計画面　

・Kcarにつけるダイオードと回路

実際にKcarに取り付ける前にダイオードを3つのボタンでそれぞれ光らせようと試みましたが何故か三つ目だけがなかなか光らずにかなり苦戦をしました。GNDと書いてある端子に1本にまとめてアースをして端子の0,1,2,4,10番を使用することでうまく光るようになりました。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　図4 配線

これらを使用してKcarと組み合わせようとしたのですが長さが足りなかったり見栄えが足りなかったりなどの不具合が生じたためハンダを利用してダイオードや抵抗などを繋げて接着剤でKcar本体に固定することにしました。下の写真ははんだをした後にKcarにダイオードを接着剤でつけた直後の写真です。

　　　　　　　　　　　　　図5 配線・ダイオードとKcar本体との組み合わせ

・プログラム

今回は３つのマイクロビットや拡張基盤を使用することでKcarのライトアップの実現に近づけようと試みました。以下の写真が実際のプログラムの写真です。

　　　　　　　　　　　　 　　　　　図6 プログラム1(送信側)

　　　　　　　 　　　　　　　　　図7　プログラム2(受信側)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　図8　プログラム3(受信側)

先ほど配線の部分でも説明した通り、ダイオードを用いた場合にしっかりと使用できる端子が限られているという状況でしたので今回は複数のマイクロビットを使用して相互に通信ができるように設計しようと試みました。A、Bボタンやマークを押すことにより送信された信号に反応して受信側が音や光を出すという仕組みになっています。送信側から送信された通信用の信号を受信側で実際に実行できるものに変換してプログラムが実行されるように設計されています。何も指示のない信号「D」も合わせて使用することによって勝手にプログラムが何度も繰り返し実行されないようにしています。

感想

これが今回私たちが作ったものの説明になります。実際に回路を組む作業ははんだを使用したこともあってかなり時間を要しましたが無事に形にできてよかったです。