平成 27 年度「高校生ものづくりコンテスト（電子回路組立部門）」第 10 回中国地区大会広島大会課題（案）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１，２，３ステッピングモータＤＣモータ制御対象回路① 競技者が事前に製作し持参する。制御用マイコン③ 制御プログラム（言語は自由） ④ ステッピングモータ駆動回路 ⑦ ＤＣモータ駆動回路接続ケーブル４接続ケーブル５配線組立回路② 電源⑥ 設計回路は当日発表し，ユニバーサル基板を使って製作する。大会事務局が支給する回路開発環境⑤ 注：回路①②⑦への電源供給は，接続ケーブル１，２，３ならびに接続ケーブル４，５を使って行う。図１課題システム（１）『制御対象回路①』制御対象回路①は，競技者が事前に完成品を準備し持参する。回路図は，資料１に示すとおりであるが，大会当日に発表する課題の指示に基づき JP1,JP2,JP3 の短絡ソケットの設定を行うものとする。制御対象は，７セグメント LED（2 桁）である。回路図と部品一覧を資料１，資料２に示す（H24 年度全国大会の回路に準ずる）。（２）『配線組立回路②』大会当日に設計・製作する回路（設計した回路図は提出し審査対象になる）。トグルスイッチ，タクトスイッチ，フォトインタラプタ等で構成する。使用する部品一覧を資料３に示す。使用する部品の規格等は，あらかじめ熟知しておくこと。（３）『制御用マイコン③』大会当日提示する仕様に基づいたプログラムを作成する。使用する言語は自由である。制御用マイコンに性能，形状等に制限はないが，制御対象回路①との接続ができる仕様であること。 -1- （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。（ａ）プログラム仕様は，大会当日に配布する。（ｂ）プログラム言語は自由とする。（ｃ）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。（ヘッダファイル名：mono_con.h）ただし，７セグメント点灯用のデータ等はヘッダファイルにしないこと。例制御対象回路①および配線組立回路②に対応したマイコンの I/O ポート端子の定義および，割り込み（禁止・許可）の定義 I/O ポート端子の定義 #define RB PB.DR.BYTE // ﾎﾟｰﾄ B(7 ｾｸﾞ LED) #define RA PA.DR.BYTE // ﾎﾟｰﾄ A(制御入出力) #define DIG1 PA.DR.BIT.B0 // 7 ｾｸﾞ LED1 桁ﾄﾗﾝｼﾞｽﾀ･ｽｲｯﾁ #define DIG10 // 7 ｾｸﾞ LED10 桁ﾄﾗﾝｼﾞｽﾀ･ｽｲｯﾁ PA.DR.BIT.B1 割り込み（禁止・許可）の定義 #define _DI() set_imask_ccr(1) //全割り込み禁止 #define _EI() set_imask_ccr(0) //全割り込み許可（ｄ）競技中にいかなるドキュメントも参照することは禁止とする。（ｅ）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。コンピュータはＵＳＢメモリにアクセス出来るものとする。（５）『開発環境⑤』競技者が持参するコンピュータ（使用する CPU チップなどは自由）。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。（６）『電源⑥』制御対象回路①，配線組立回路②，ステッピングモータ駆動回路・ＤＣモータ駆動回路⑦への電源供給は，接続ケーブル１，２，３ならびに接続ケーブル４，５を使って行う。（７）『ステッピングモータ駆動回路・ＤＣモータ駆動回路⑦』「ステッピングモータ駆動回路・ＤＣモータ駆動回路⑦」の回路図を資料６に示す。大会当日にステッピングモータとＤＣモータを接続したものを支給する。（８）『接続ケーブル１，２，３』制御用マイコン③と制御対象回路①を接続するケーブルで，競技者が持参する。 -2- （９）『接続ケーブル４，５』「制御対象回路①」のコネクタ４(CN4)のピン配置は資料５のように 2.54mm 間隔の 10 ピン・アングルヘッダピンを使用する。これに適合する接続ケーブル４を用意すること。接続ケーブル５は，ステッピングモータ駆動回路・ＤＣモータ駆動回路⑦に付属する（事務局が準備）。 ※接続ケーブル４の制御対象回路①に接続する側（ＣＮ４）のソケットは，制御対象回路①に使用しているコネクタの形状に合わせて変更してもよい。（10）『課題プログラム』大会当日に示す仕様にもとづいて作成するプログラム。使用する言語は自由。課題の例として，・７セグメント LED 点灯・点滅・７セグメント LED を使用した Up/Down(10 進/100 進)カウンタ・タクト SW などによる７セグメント表示制御・ＤＣモータのＰＷＭ制御，ステッピングモータの回転制御が考えられる。２作業条件（１）競技時間 2 時間 30 分（150 分）（２）大会事務局が準備，支給するもの・ステッピングモータ駆動回路・ＤＣモータ駆動回路⑦ ・「配線組立回路②」で必要な部品，材料等・競技者番号シール（向きを考え基板の右上に貼る）・AC100V コンセント・Ａ４グラフ用紙（回路図提出用，配線パターン作業用）・メモ用紙（３）競技者が準備するもの・ヘッダファイル mono_con.h(制御用コンピュータのレジスタ，ポート定義，割込み定義等を含むヘッダファイル) の出力リスト（使用しない場合は提出しなくても良い）・「制御用マイコン③」と「開発環境⑤」，「制御対象回路①」，「電源⑥」，「接続ケーブル１，２，３」，「接続ケーブル４」・テーブルタップ・工具類・ＵＳＢメモリ（ソースプログラムの提出用）・筆記用具，定規・テンプレート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（４）競技者の服装等・競技中は，各学校で使用している作業服を着用する。・ハンダ付け作業中は，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。・支給された部品および材料以外のものは，使用しない。・リード足切断時には，破片が周囲に飛び散らないように配慮すること。・プログラム作成時に使用するヘッダファイル，関数などは，使用する開発環境の標準のものに限る（ただし，マイコンの動作環境を記述したヘッダファイルは使用可）。・競技に持ち込むパソコンや記憶媒体に，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禁止する（ただし，マイコンの動作環境を記述したヘッダファイルは除く）。また競技中にパソコンに記憶してある他のプログラムの参照・複写の全てを禁止する。・競技会場に資料の持ち込みは認めない。４審査対象（１）「配線組立回路②」の回路図（２）「配線組立回路②」の製作基板（３）プログラム課題の動作状況（４）プログラムの内容（プログラムリスト）（５）その他（作業態度など）５採点基準（１）採点項目と観点項目配点観点・図面の正確さ，完成度設計力１０・配置・記号・文字・動作状況・部品処理組立て技術４０・ハンダの状態・配線・配置・動作状況プログラミング技術４０・プログラムの構造・プログラムの書式，可読性その他１０合計・作業態度，作業工程１００（２）順位の決定方法 ①合計得点の高い順に 1 位，2 位，3 位，…とする。 ②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。 -4- ６その他（１）鉛フリーハンダについて無鉛（鉛フリー）ハンダ（HOZAN HS-313 φ0.8 Sn/3Ag/0.5Cu）を使用する。（２）動作確認についてプレ審査時に審査委員の指示に従い，競技者が操作して課題の動作確認を行う。（３）その他・回路図について配置は，基本的に信号の流れは左から右に，電圧は高いほうが上，低いほうを下にすること。回路記号は新記号（JIS C 0617，IEC 60617）に準拠するが，まだ書籍や部品表などに旧記号（JIS C 0301）が使われている場合があるので，当面旧記号も認める。詳細は，ものづくりコンテスト電子回路組立部門指導書（平成24年度版）を参考のこと（http://www.zenjouken.com/?action=common_download_main&upload_id=294）。・標準的なはんだ付けについて１）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。２）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。（下図を参照）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．ジャンパー線を用いず，裏面のみで配線をおこなうこと。ホ．フォトインタラプタのはんだ付けは，ストレート実装でもよい。 -5- -6- -7- 資料３番号「配線組立回路②」の部品一覧表部品名規格・型番１ユニバーサル基板 ICB-504 1 サンハヤト２基板コネクタ HNC2-2.5P-10DS 1 ヒロセ電機３基板コネクタ HNC2-2.5P-6DS 1 ヒロセ電機トグルスイッチプリント基板用 3P ３数量１備考秋月電子通商通販コード P-02399 秋月電子通商４タクトスイッチ５抵抗 22KΩ 1/4W 1 ６抵抗 10KΩ 1/4W 2 ７抵抗 180Ω 1/4W 1 ８フォトインタラプタ SG206 1 ９ネジ付きスペーサ 20mm 6 １０スズメッキ線 φ0.5 適量 ※競技中に追加の支給が可能１１ハンダ HOZAN HS-313 φ0.8 適量 ※競技中に追加の支給が可能１２遮光チェック用厚紙 1 通販コード P-01282 KODENSHI 1 【注１】部品取り付け配置などの指示は，大会当日に示す。フォトインタラプタは，取り付け面の出っ張りをなくして取り付けること。 ※参考資料基板コネクタ HNC2-2.5P-10DS フォトインタラプタ SG206 端子図基板コネクタ HNC2-2.5P-6DS トグルスイッチ外観タクトスイッチ外観 -8- 資料４「ステッピングモータ駆動回路・ＤＣモータ駆動回路⑦」の部品一覧表番号部品名規格・型番数量備考１ピンヘッダ２ピン HNC2-2.5P-2DS １ヒロセ電機２ピンヘッダ６ピン HNC2-2.5P-6DS ２ヒロセ電機３圧着ソケット２ピン HNC2-2.5S-2 １ＤＣモータ接続ｹｰﾌﾞﾙ用圧着ソケット６ピン HNC2-2.5S-6 ４２ステッピングモータ接続ｹｰﾌﾞﾙ用５ＤＣモータ RC260RA18130 １マブチモータ６ステッピングモータ SPG20-332 １日本電産コパル株式会社製パワーＭＯＳ－ＦＥＴ MP4401 ７１モジュール５Ｖ小型リレー８３Ｐトグルスイッチ９ＤＣモータ用フルブリ 10 ２回路Ｃ接点１ＯＮ－ＯＮタイプ１ TA7291P １ッジドライバダイオード 11 抵抗 12 13 330Ω セラミックコンデンサ資料５ 1N4007 １ 1/4W ４ 0.1μＦ１秋月電子通商通販コード I-00419 秋月電子通商通販コード P-01229 秋月電子通商通販コード P-00300 秋月電子通商通販コード I-02001 秋月電子通商通販コード I-00934 秋月電子通商通販コード R-25331 秋月電子通商通販コード P-06165 接続コネクタのピン割り当て（ａ）接続ケーブル４を接続するピンヘッダ（ＣＮ４）のピン配置図をつぎに示す。2.5mm ピッチ１列10ピン，対応圧着ソケットコネクタ（HNC2-2.5S-10） ※ＣＮ４のピンヘッダは，別の仕様のものを用いてもよい。基板ｺﾈｸﾀ信号名 CN4 ピン番号基板ｺﾈｸﾀ信号名 CN4 ピン番号 ⑩ ＋５Ｖ１ ⑤ －６ ⑨ 出力４(SP･DC ﾓｰﾀ) ２ ④ 入力３(ﾀｸﾄｽｲｯﾁ) ７ ⑧ 出力３(SP･DC ﾓｰﾀ) ３ ③ 入力２(ﾌｫﾄｲﾝﾀﾗﾌﾟﾀ) ８ ⑦ 出力２(SP ﾓｰﾀ) ４ ② 入力１(ﾄｸﾞﾙｽｲｯﾁ) ９ ⑥ 出力１(SP ﾓｰﾀ) ５ ① -9- ＧＮＤ 10 （ｂ）ＤＣモータを接続するピンヘッダのピン配置図をつぎに示す。2.5mm ピッチ１列２ピン，対応圧着ソケットコネクタ（HNC2-2.5S-2）基板ｺﾈｸﾀ信号名ピン番号 ① ＯＵＴ１１ ② ＯＵＴ２２（ｃ）ステッピングモータを接続するピンヘッダのピン配置図をつぎに示す。2.5mm ピッチ１列６ピン，対応圧着ソケット（HNC2-2.5S-6）基板ｺﾈｸﾀ信号名ピン番号基板ｺﾈｸﾀ信号名ピン番号 ① φ２１ ④ φ１４ ② φ２ｃ２ ⑤ φ１ｃ５ ③ φ２３ ⑥ φ１６（ｄ）接続ケーブル５（ステッピングモータとＤＣモータの駆動回路接続用）を接続するピンヘッダのピン配置図をつぎに示す。2.5mm ピッチ１列６ピン，対応圧着ソケット（HNC2-2.5S-6）基板ｺﾈｸﾀ信号名ピン番号基板ｺﾈｸﾀ信号名ピン番号 ① ＋５Ｖ１ ④ 出力２４ ② 出力４２ ⑤ 出力１５ ③ 出力３３ ⑥ ＧＮＤ６「ステッピングモータ駆動回路」と「ＤＣモータ駆動回路」は，トグルスイッチにより切り替えて使用します。（出力１～出力４は，ステッピングモータの信号用。この内，出力３と出力４はＤＣモータの信号用と共用します） ※接続ケーブル５は，主催者が用意します。【参考】左写真はHNC2 － 2.5S － 8 （IC ピッチ1 列8 ピンコネクタ）写真① ピンヘッダ写真② 圧着ソケット写真① 写真② 具体的なイメージは，ヒロセ電機のホームページを参照。 http://www.hirose.co.jp/catalogj_hp/j21800074.pdf - 10 - 資料６ステッピングモータ駆動回路・ＤＣモータ駆動回路⑦ - 11 - 【注１】プリント基板(制御対象回路)について「制御対象回路①」用のプリント基板は，H24 年度全国大会用のものを使用することを基本とし，入手できない場合は，同様の回路構成である広島県仕様のプリント基板を用いることとする。その場合は，事務局まで連絡のこと（送料等必要）。左の基板は，広島県仕様のプリント基板に部品を実装したものです。【注２】参考資料について全国情報技術教育研究会「ものづくりコンテスト電子回路組立部門指導書（改訂版）」【注３】電源について電源については，図１にあるように制御用マイコンから接続ケーブルを通して電源供給を行うことを原則とするが，制御対象回路の CN8 へ直接供給してもよいこととする。ただし，ケーブルは，競技者で用意する。 - 12 -