４班 デザインレビュー リーダー 本多啓介 ブレイン 藤井智裕・栗田光 ソフトウェア 藤浪健太・矢野公規 ハードウェア 市川亮・高山滉太・嶋津雅子 ４班 目次 目次（このページ） 製品全体の構造 チョーク削りに関する実験 製品の各部分の詳細な構造 製品全体で使う部品一覧 電子部品の詳細 製品全体のおおまかな配線図 全体的なソフトウェアの動作 各部分でのソフトウェアの詳細な動作 ４班 製品全体の構造 投入口 選択ボタン チョークを削る部分 粉をためる部分 粉を計量する部分 押し出し機 チョークを混ぜる部分 粉ストック用はかり 水量測定用はかり 水タンク 取り出し口 シミュレーション用はかり 注：一部部品は図中にありません ４班 チョーク削りに関する実験 本当にモータを使ってチョークを削ることができるの かを実験した。 モータはミニ四駆用のもの、電源は充電池２本、 ローラーは紙やすりを巻き付けて代用した。 実験内容 １．ローラーにチョークを当て、本当に削ることがで きるのか ２．アクリル板などを用いて壁を再現し、壁との間で 削るとどうなるのか ４班 実験結果 １の結果 やすりをつけたローラーで チョークを削ることはでき た。 ２の結果 下向きに回した場合はチョー クが壁とローラーに挟ま れてモータが止まってし まった。 上向きに回した場合はチョー クが少しはねる上に回転 してしまって削ることがで きなかった。 ４班 考察 壁との間で削れないことを考えると、ローラー二つ で挟み込んでも削れないと考えられる。 さらに、チョークが丸いためローラーと平行に置くと 回転してしまって削ることができなくなる。 このことを踏まえて チョークがローラーに対して垂直ならば回転するこ とがなくなり、うまく削れると考えた。 そのために、ローラーの上にチョークの向きをそろ えるための道を作ることにした。 ４班 製品の各部分で使用する機構 イメージ図 チョークを削る部分 やすりのような表面をしたローラーを用 いる。 さらにあらかじめ道をつくりチョークの 向きをそろえておく。 チョークの向きをそろえることによって チョークが回転しないようにしている。 設計図はローラー部分のみのものです が、寸法は変わる予定である。 設計図 ４班 製品の各部分で使用する機構 チョークの投入口 イメージ図 プラスチックを使用する。 チョークの色別の色を使い、 わかりやすくする。 チョークを入れやすくするた めに大きさは大きくする予 定である。 設計図 ４班 製品の各部分で使用する機構 イメージ図 粉をストックする部分 はかりで重さを量るために突 起がついている。 底にはフタがついており計量 機構によってあけられる。 実際には中央に回転する支 柱があり、６色分セットで 取り付けられる。 設計図 ４班 製品の各部分で使用する機構 粉を計量する部分 羽のようなものを筒の内部で 回し、粉を計量する。 １つの部屋に入る量が一定 なので回転させる回数で 量を制御可能。 イメージ図 設計図 ４班 製品の各部分で使用する機構 物の質量を計る機構 ばねと直線ポテンショメータ を組み合わせてはかりと して使う。 設計図 イメージ図 ４班 製品の各部分で使用する機構 ミキサーと押し出し機を支 える部分 回転する腕部分と上下運動 する棒部分で作られる。 ミキサー部分には市販のミキ サーを使用する。 設計図(下、右) 市販のミキサー(右) イメージ図(下) ４班 製品全体で使う部品一覧 名称 型番など 数量 ローラー DCモータ ポテンションメータ 1 マブチモータ RC280SA 9 東京コスモス電機 RV16YP15SB203 3 アルプス電気 RS4511150K 3 ストック箱 プラスチック製 11 汎用板 アクリル製 スクリュー Wave ペイントミキサー HT101 1 水タンク プラスチック製 2 支柱 鉄製 4 複数 磁石 2 DCモータドライバ SANYO LB1638 or TOSHIBA TA7291P 8 ステッピングモータ SPG20-345 1 ステッピングモータドライバ TOSHIBA TA7774PG 1 スイッチ 複数 ばね 3 ホース 6 ギア 複数 基板 PIC 3 PIC16F877 1 ４班 電子部品の詳細 PIC(16F877) 製品全体の制御に使用する。 アナログ入力８個、入出力３３個のICである。 アナログ入力を必要とするポテンショメータなどは６個、制御 するべきモータは９個なので７セグやLED、ボタンなどの分 を考えても１つで製品全体を制御可能。 パソコンから制御する場合はシリアル通信を使用する予定で ある。 モータドライバIC(LB1638) モータの制御に使用する。 入力２個でモータを制御できるがPIC側の出力の個数によって は１個のみで正転と停止として制御する予定である。 ４班 製品全体のおおまかな配線図 削り部 モータ 電流計 チョークのふた 水タンクの重量 水汲み上げ部 モータ ばね モータ ポテンショメー タ(回転) ポテンショメー タ（直線） 粉ストック 粉計量 ステッピン グモータ ポテンショメー タ（回転） PIC モータ 混ぜ・押し出し機構 粉ストック（重量） モータ モータ ポテンショメー タ（直線） モータ 入力・表示部分 ばね ボタン ＬＥＤ 7セグ モータ ４班 全体的なソフトウェアの動作 スイッチが 入る チョークの残量確認 水の残量確認 水の計量・調合 混ぜる 余裕があるか ない ある チョークを削る チョークの残量確認 作れるものを表示 残量などを表示 作るものを選択 粉の計量・調合 チョーク押し出し ミキサーの洗浄 時間カウント・ シミュレーション チョークの排出 チョーク取り出し ４班 各部分でのソフトウェアの詳細な動作 チョークの残量確認部分 はかりの０あわせ はかりの持ち上げ 指示 はかりは一つのみで持ち上 げることによって上に来て いる粉の重さを量る。 値は安定するまで待機する。 値の測定 差が大きい 前回の値との差を比較 差が小さい この動作とチョーク削りは時 間がかかると思われるの で主電源を切られていな い限り定期的に自動で行 う。 値を保存 はかりを下げる指示 すべて測定したか No Yes 粉ストックを必要な 場所まで回転 余裕があるか No Yes 表示へ チョーク削りへ ４班 各部分でのソフトウェアの詳細な動作 チョーク削り部分 一つ前の残量確認で余裕が あるとされたチョークのみ を削る。 ただしチョークストックのフタ の形状の都合上、余裕が あっても他に余裕がない 場合に削られない場合が ある。 削る種類を選定 粉ストックを必要な 場所まで回転 削るモータのスイッチオン 蓋を開けてチョークを 落としてしめる 電流の測定 負荷の計算 Yes 負荷があるか No モータのスイッチオフ 全部削ったか Yes 次のステップへ No ４班 各部分でのソフトウェアの詳細な動作 表示部分 残量情報から作れる 色を決定する 残量が十分にあって作ること が可能な色をLEDなどを 用いて表示する。 水の残量が足りない場合は すべてのチョークが作れ ないのでそのことを表示 する。 作れる色を表示する 水の残量を確認する あるか？ ある ない 待機する 作れないことを表示 する ４班 各部分でのソフトウェアの詳細な動作 選択部分 待機 本体のみで動作しているとき は決められた色からボタ ンで選択する。 パソコンと接続されている場 合はパソコン側で色を見 ながら人が調節する。 残量不足で作れない色を選 択された場合にそのこと を表示する。 ボタン入力 必要な粉の種類と 量を決定 作れるか Yes No 次のステップへ 作れないことを表示 ４班 各部分でのソフトウェアの詳細な動作 粉の計量部分 指定された色になるように粉 を計量していく 使う粉の選択 粉ストックを必要な 場所まで回転 粉計量機構を必要 量にあわせて回転 No 必要な種類がそろったか Yes 次へ ４班 各部分でのソフトウェアの詳細な動作 チョークを混ぜる部分 ミキサーによってチョークを かき混ぜる。 ポテンショメータの 読み取り ミキサーになっているか Yes No ツールを切り替え ミキサーの電源オン ミキサーを降下 一定時間かき混ぜる ミキサーを上昇 ミキサーの電源オフ ４班 各部分でのソフトウェアの詳細な動作 押し出し部分 ツールを切り替え 押し出し用の棒を使って チョークを押し出す。 押し出し機を降下 一定時間で押し出し 押し出し機を上昇 次のステップへ ４班 各部分でのソフトウェアの詳細な動作 ミキサー洗浄部分 使用したミキサーを洗浄する。 洗浄には専用のタンクに入っ た水を用いる。 ミキサーを降下 ミキサーの電源オン 一定時間洗浄 ミキサーの電源オフ ミキサーを上昇 押し出しの終了を 待機 ４班 各部分でのソフトウェアの詳細な動作 シミュレーション部分 残り時間を仮決定 乾燥中のチョークの重量を量 り、残り時間を予測する。 はかりが一つしかないため チョーク２本以上の場合は 質量を測定できなくなる。 そのため ・残り時間を予測するが１日１ 本しか作れないモード ・残り時間は予測しないが１日 に数本一度に作るモード から動作を選んでもらう。 残り時間を表示 チョークの質量を測定 No 完成したか Yes No シミュレーションに十分な データがそろったか Yes 残り時間をシミュレ ーション 次のステップへ
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