第15回高校生ものづくりコンテスト石川県大会電子回路組立部門課題

第１５回高校生ものづくりコンテスト石川県大会
電子回路組立部門課題
１課題
設計仕様に基づいた「入力回路①」を競技時間内に設計・製作し、「入力回路①」と「出力回
路②」を「制御用コンピュータ③」にケーブルで接続する。「制御プログラム④」を作成し、目
的の動作を行うシステムを完成させる
図1 課題構成図
※「制御用コンピュータ③」と「入力回路①」、「出力回路②」、「開発用コンピュータ」を接続するケーブル類及び
ＤＣ５Ｖ電源と「出力回路②」を接続するコードは各自持参すること。石川県大会は「出力回路②」も各自持参す
ること。
（１）入力回路①
設計仕様に基づき、支給される電子部品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）電子回路基板は、ユニバーサル基板上にスズメッキ線（φ0.5mm）を使用し製作する。
（ｄ）ユニバーサル基板はサンハヤトICB293(相当品)を支給する。
（ｅ）はんだは、Sn-3.0Ag-0.5Cu（鉛フリー）φ0.8mmを支給する。
（ｆ）部品は抵抗、ピンヘッダ、スイッチ、フォトデバイス（及び遮断用具）等を支給する。
他、当日配布する資料にて指示する。
（ｇ）図３に示すピンヘッダにより、「制御用コンピュータ③」とケーブル接続する。
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（２）出力回路②
制御対象として、７セグメントＬＥＤ（2個）、フルカラーLED （１個）を含む電子回路基板
を事前に配布する。また、ＤＣモータ（１個）、ステッピングモータ（１個）は、当日配布す
る。
（ａ）「出力回路②」は、競技者が予め製作して用意する。（各モータは除く）
（ｂ）回路図を図２に示す。使用部品の一覧を表１に示す。
（ｃ）必要に応じて３ピンのピンヘッダー（ＣＮ１）からの＋５Ｖ電源を、各自が用意する。
（ｄ）１０ピンのピンヘッダー（ＣＮ２及びＣＮ３）により、「制御用コンピュータ③」とケー
ブル接続する。
図２「出力回路②」の回路図
※Ｊ１の２－３を接続すればＣＮ２ or ＣＮ３の1番端子（＋）と１０番端子（－）で、コンピ
ュータ側からも電源を供給できる。ただし、必ず後述の「重要注意事項２」参照のこと。
※当日配布する「出力回路②」は、株式会社デンケンの電子回路基板とする。
※図２中の赤い○で囲われた部分はH27/06/22全国大会訂正部分。
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表1「出力回路②」に使用する電子部品
※ＤＣモータについては、ＴＡＭＩＹＡ 4 速パワーギヤボックスＨＥのモータをRC-260RA-18130 に換装
※表１の赤字は、H27/06/22全国大会訂正部分。
重要注意事項１（H27/06/22全国大会訂正部分）
H27/06/22に全国大会に関する訂正がありました。
（前述の図２及び表１は改正済の図表です）
電子回路組み立て部門課題変更について
初期の部品表から以下の部分が変更になっています。
C1 ： 22uF 16V ⇒ 470uF 16V（変更）（H27/06/22以前に製作した場合は取替えをお願いします）
C7 ： 100uF 16V 追加
D5 ： Vz5.6V ツェナーダイオード追加
※これらは、DC モータの回生によるノイズならびに電気破損防止のための保護対策です。
R17 ： 510 Ω追加
LED2 ：緑色LED 追加
※これらは、出力基板への通電を確認するための表示回路です。
DC モータ： RE-260 ⇒ RC260RA18130（変更）
※ DC モータの回生による影響を少なくするため、定格電流の小さいモータへ変更
注意点
保護回路のほうは、実装していないと回路を破損する恐れが高まります。
表示回路はなくても動作には影響ありません。
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重要注意事項２（H27/06/22全国大会訂正部分）
H27/06/22全国大会訂正部分に関する石川県大会用補足
石川県大会、及び、北信越大会は、原則として全国大会を目指す準備・予選的な位置づけであることか
ら、石川県大会に関しても、H27/06/22全国大会訂正に準ずることとしました。
これに伴い、「出力回路②」を作成済の各校は、Ｃ１の交換が必要となります。お手数ですが、旧Ｃ１
（22uF 16V）の取り外しと、新Ｃ１（470uF 16V）の取り付けをお願いいたします。また、追加部品の実装
もよろしくお願いいたします。
また、前述の㈱デンケンの文書の通り、Ｊ１は基本ＯＮ側にしてはいけないこととなりました。しかし、
前年度までと同様にマイコン側の電源を「出力回路②」でも使用したい場合、もしくは、マイコンの電源
を「出力回路②」からもらいたい場合は、容量不足や異常電圧等の影響でマイコン側が破壊や暴走等する
可能性を承知の上で、Ｊ１をＯＮにすることに関しては禁止するものではありません。
ほぼ同様の回路を使用している前年度までは、大きな問題にはなっていないようですので、恐らく、大
丈夫とは考えます。しかし、Ｊ１をＯＮの状態でマイコン側が破壊や暴走等した場合、運営側としては、
責任は取れませんので、予めご了承ください。
㈱デンケンの文書を図にすると以下のようになります。電源供給の参考にしてください。
②③それぞれに電源を接続
②③それぞれに電源を接続
②もしくは③にだけ電源を接続して J1 を OＮにして、電
J1 を OFF で共通の電源
して J1 を OFF にする。
して J1 を OＮにする。出力
源を共有する。容量不足や異常電圧等でマイコン側が破壊
から分岐して②③のそれ
ただし GND は共通にする
がバッティングして逆流等
や暴走する可能性がある。（非推奨）
ぞれに電源供給する。
こと。（推奨）
の危険がある。（禁止）
※禁止ではありません。自己責任でお願いします。
（準推奨）
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（３）制御用コンピュータ③
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。
（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。
（５）各自が用意するケーブル等
接続用ケーブルコネクタの仕様（2.5mmピッチTop View）接続用ケーブルは、図３～５のピン
ヘッダーのピン配置図から各自、加工し持参する。
（ａ）接続ケーブル（「入力回路①」用）を接続するピンヘッダーのピン配置図
2.5mmピッチ１列５ピン、対応圧着ソケットコネクタ（H5P-SHF-AA）
図３接続ケーブルピン配置図
（ｂ）接続ケーブル（出力回路②用）を接続するピンヘッダーのピン配置図ＣＮ２、ＣＮ３
2.5mmピッチ１列１０ピン、対応圧着ソケットコネクタ（XG4M-1030）
図４ＣＮ２，ＣＮ３のピン配置図
（Ｊ１をＯＮの状態でのみ①は５Ｖと接続される。）
（ｃ）接続ケーブル（電源供給用）を接続するピンヘッダーのピン配置図ＣＮ１
2.5mmピッチ１列３ピン、対応圧着ソケットコネクタ（H3P-SHF-AA）
図５ＣＮ１のピン配置図
※可能であれば、外部電源に頼らず、コンピュータ（マイコン）側から電源をとっても良い。
その場合は、接続ケーブル（電源供給用）は不必要。
ただし、必ず前述の「重要注意事項２」参照のこと。
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（６）主催者が用意する接続ケーブル等
（ａ）接続ケーブル（ＤＣモータ用）を接続するピンヘッダーのピン配置図ＣＮ４
2.5mmピッチ１列２ピン、対応圧着ソケットコネクタ（H2P-SHF-AA）
図６ＣＮ４ピン配置図
（ｂ）接続ケーブル（ステッピングモータ用）を接続するピンヘッダーのピン配置図ＣＮ５
2.5mmピッチ１列６ピン、対応圧着ソケット（H6P-SHF-AA）
図７ＣＮ５ピン配置図
２作業条件
（１）競技時間
２時間３０分（１５０分）
（２）主催者側から支給（用意）するもの
（ａ）「入力回路①」で使用する電子部品（規格表含む）及び材料等
（ｂ）「入力回路①」の回路図を作成するための方眼紙（Ａ４）
（ｃ）「出力回路②」の回路図
（ｄ）AC100Vコンセント（２口）
（ｅ）ソースリスト提出用ＵＳＢメモリ
（ｄ）ステッピングモータ、DC モータ、及び、それらの接続ケーブル
（３）参加者が準備するもの
（ａ）制御用コンピュータ及び開発環境
（ｂ）接続ケーブル（「入力回路①」用、「出力回路②」用、電源供給用等）
（ｃ）＋5Vの電源
（ｄ）工具類
（ｅ）増設用コンセント
（ｆ）筆記用具及び定規・テンプレート等
（ｇ）作業服
（ｈ）上履き
（ｉ）「出力回路②」（完成品）
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（４）競技者服装
（ａ）競技中は作業着を着用する。（学校で使用のもの）
（ｂ）はんだ付けの作業時には、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。
（ｃ）内履きズックを着用する。
（ｄ）片手は必ず手袋を着用する。
（ｅ）半袖実習服可。実習服でズボンの無い学校はなくてもよい。
（ｆ）帽子は着用の義務は無いが、長い髪は束ねること。
（ｇ）競技時間中の水・お茶の飲料は可能であるが、詳細は当日の係員の指示に従うこと。
（５）注意事項
（ａ）作業に当たっては安全に十分注意すること。
（ｂ）配布された部品及び材料以外のものは使用しない。
（ｃ）事前に作成したプログラムの持ち込みは原則として認めない。標準・メーカー添付の
ヘッダファイル以外の、自作のヘッダファイルを大会で使用する場合は、事前申請が必
要。別紙５「自作ヘッダファイルに関する取扱い石川県大会（5/31 訂正）」に基づい
て、必ず事前承認を受けること。
３審査対象
（１）設計した「入力回路①」の図面
（２）「入力回路①」の製作基板
（３）動作の確認
（４）ソースプログラム
（５）その他（作業態度等）
４採点基準
（１）採点項目と観点
別紙「第１５回石川県大会採点表」を参照。
（２）順位の決定
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、プログラミング技術得点の高い者を高位とする。
③さらにプログラミング技術が同点の場合、組立技術得点の高い者を高位とする。
④さらに組立技術が同点の場合、設計力得点の高い者を高位とする。
⑤上記以外の事項に関しては、審査員が協議し、全体の完成度から順位を決定する。
５その他
・競技終了後、直ちに動作確認（プレ審査）を行う。競技者は審査委員の指示に従い、システム
を操作して、動作の確認を受けること。
【参考・引用文献】
第15回高校生ものづくりコンテスト全国大会（九州）実施要項
■電子回路組立部門■課題（H27/06/22 訂正）
http://www.zenkoukyo.or.jp/mono/mono.html
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