第18回高校生ものづくりコンテスト 鹿 児 島 県 大 会 電子回...

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- 1 - 1 目 的 若い人たちの製造業離れが進み,ものづくりの技術・技能の継承が危ぶまれている。 わが国の継続的な発展を維持するためには,産業の発展を支える技術・技能水準の向上 を図るとともに,若年技術・技能労働者を確保し,育成することが重要である。 本大会を実施することにより,県民のものづくりへの関心を高め,技術・技能尊重の 社会的気運の醸成を図るとともに将来の工業界を担う有為な人材の育成を図る。 2 期 日 令和元年6月8日(土) 9:20~14:50 3 会 場 鹿児島工業高等学校 2 号館 6 階電気工作計測実習室 4 主 催 鹿児島県高等学校長協会工業部会 鹿児島県高等学校文化連盟(工業クラブ連盟) 5 主 管 高校生ものづくりコンテスト鹿児島県大会実行委員会 6 共 催 鹿児島県高等学校教育研究会工業部会 7 後 援 鹿児島県教育委員会 8 大会競技委員 実行委員長 鹿児島県立隼人工業高等学校 帆西 弘幸 競技委員 総 務 鹿児島県立鹿児島工業高等学校 肥後 諭 総 務 鹿児島県立加治木工業高等学校 福永 勇二 総 務 鹿児島県立隼人工業高等学校 原口 聖隆 総 務 鹿児島県立鹿屋工業高等学校 安田 覚 総 務 学校法人川島学園れいめい高等学校 深利 岳史 第 18 回高校生ものづくりコンテスト 鹿 児 島 県 大 会 電子回路組立部門 実施要項

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    1 目 的

    若い人たちの製造業離れが進み,ものづくりの技術・技能の継承が危ぶまれている。

    わが国の継続的な発展を維持するためには,産業の発展を支える技術・技能水準の向上

    を図るとともに,若年技術・技能労働者を確保し,育成することが重要である。

    本大会を実施することにより,県民のものづくりへの関心を高め,技術・技能尊重の

    社会的気運の醸成を図るとともに将来の工業界を担う有為な人材の育成を図る。

    2 期 日

    令和元年6月8日(土) 9:20~14:50

    3 会 場

    鹿児島工業高等学校 2 号館 6 階電気工作計測実習室 4 主 催

    鹿児島県高等学校長協会工業部会 鹿児島県高等学校文化連盟(工業クラブ連盟) 5 主 管

    高校生ものづくりコンテスト鹿児島県大会実行委員会 6 共 催

    鹿児島県高等学校教育研究会工業部会 7 後 援

    鹿児島県教育委員会 8 大会競技委員

    実行委員長 鹿 児 島 県 立 隼 人 工 業 高 等 学 校 帆西 弘幸

    競 技 委 員 総 務 鹿児島県立鹿児島工業高等学校 肥後 諭

    総 務 鹿児島県立加治木工業高等学校 福永 勇二

    総 務 鹿 児 島 県 立 隼 人 工 業 高 等 学 校 原口 聖隆 総 務 鹿 児 島 県 立 鹿 屋 工 業 高 等 学 校 安田 覚 総 務 学校法人川島学園れいめい高等学校 深利 岳史

    第 18 回高校生ものづくりコンテスト

    鹿 児 島 県 大 会

    電子回路組立部門 実施要項

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    9 審 査 委 員

    ハセガワ PLC メンテナンス制御 長谷川 和 夫 氏 学校法人都築教育学園第一工業大学 岡 村 雅 一 氏

    10 問い合わせ先

    鹿児島県立鹿児島工業高等学校 情報技術系

    〒890-0014 鹿児島市草牟田二丁目 57 番 1 号

    TEL:099-222-9205 FAX:099-222-9206

    11 大 会 日 程

    6 月 8 日(土)

    受付(各部門) 8:15 ~ 9:00 2 号館 6 階電気工作計測実習室 ① 作業台抽選・ゼッケン配布 (受付順で行います)

    ② ヘッダファイルの確認等

    全体開会式 9:20 ~ 9:45

    準備 10:00 ~ 10:20 (部門別開会式は行いません)

    ①競技説明及び競技上の注意

    ②問題配布,製作課題部品配布・確認

    ③パソコンチェック(開発ツール・ヘッダファイル等の確認)

    競技 10:20 ~ 12:20 ※ 競技終了後,プログラムの保存(テキスト形式),課題回収,(動作確認) 審査・昼食 12:20 ~ 14:00 ※ 審査途中に競技者に説明を求める場合があるので,競技者は控室で昼食を取り待

    機する。 片付け 14:00 ~ 14:30(アンケート記入)

    閉会式 14:30 ~ 14:50 ①開会のことば(進行) ②結果発表・賞状授与 ③審査委員講評 ④部門実行委員長挨拶 ⑤閉会のことば(進行)

    12 表 彰

    最優秀賞(1位),優秀賞(2位),優良賞(3~4位)として表彰する。

    審査内容や得点は非公開とする。 13 審 査

    別紙 採点基準による。

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    14 課 題(案)

    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「表示ボー

    ド②」を「制御用マイコン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システム構成図

    ※接続ケーブルA,B,Cは競技者が持参する。 (1)入力回路①の製作

    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。ただし,

    部品は多めに支給してあるため,支給された個数全てを使わない場合もある。 (a)設計仕様,電子部品等は資料2(1)に示し,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。(位置の指定はしない) (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)ユニバーサル基板は,サンハヤトICB-293を支給する。 (f)鉛フリーはんだを使用する。 (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(1)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で接続する。 (i)ユニバーサル基板用コネクタは,オムロン製XG4C-1031を支給する。

    (2)表示ボード②

    制御対象として,2色ドットマトリクスLED8×8,圧電スピーカーを含む電子回路基板

    を使用する。 (a)「表示ボード②」は,株式会社アドウィンの電子回路基板「第18回高校生ものづくりコン

    テスト全国大会(東海大会)表示ボード」とする。 (b)回路図を資料1,使用部品の一覧を資料2(2)に示す。 (c)16ピンのボックスピンヘッダ(CN1)により,「制御用マイコン③」と接続ケーブルBで

    接続する。

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    (3)制御用マイコン③ 使用する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)プログラム言語はC言語で記載することとし,開発環境は自由とする。 (c)今回は,制御用マイコンのレジスタ,ポート定義,割込み定義を含むヘッダファイルにつ

    いては,提出する必要は無い。 (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)開発用コンピュータ⑤はUSBメモリにアクセス出来るものとし,大会事務局が用意する

    ソースリスト提出用USBメモリにて作成したプログラムを提出する。

    (5)制御プログラムの作成時における留意点 (a)表示に関する仕様

    ①ドットマトリクスLEDにおいて,橙色は赤と緑のLEDを同時に点灯したものとする。 ②ダイナミック点灯方式で駆動し,「ちらつき」がないプログラムを作成する。

    (b)音に関する仕様 ピ・ピと圧電ブザーから出る音は,低い音「ド」,高い音「ソ」を目安として作成すること。

    (6)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。

    (7)各自が用意するケーブル 接続ケーブルA,B,Cは,資料3を参考にして,仕様に適合するコネクタを準備して各

    自が加工して持参する。接続ケーブルCは各競技者の自由とする。

    5.作業条件 (1)競技時間

    2時間00分(120分) (2)主催者側から支給(用意)するもの

    (a) 「入力回路①」で使用する部品表,電子部品及び材料等 (b)「入力回路①」の回路図を作成するために使用するA4グラフ用紙(提出用,作業用) (c)AC100Vコンセント (d)ソースリスト提出用USBメモリ

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    (3)競技者が準備するもの (a)「表示ボード②」(2色ドットマトリクスLED 8×8,圧電スピーカー) (b)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 (c)ヘッダファイルmono_con.h(制御用マイコンのレジスタ,ポート定義,割込み定義を含むヘ

    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) (d)接続ケーブル( 4 競技課題(7)各自が用意するケーブルを参照) (e)工具類は,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)筆記用具及び定規・テンプレート等 (g)作業服

    (4)競技者服装 (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。

    6.注意事項 (1)作業を行うにあたっては,安全に十分注意する。 (2)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)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)。 (5)競技に持ち込むパソコンや記憶媒体に,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。 (6)競技会場に資料(リファレンスを除く)の持ち込みは認めない。

    7.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)

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    15 審 査 対 象

    (1)設計製作回路(設計回路図を含む) ・部品の取り付け

    ① 炭素皮膜抵抗器,スズメッキ線は,ユニバーサル基板にほぼ密着させて取り付ける

    こと。なお,浮き上がり限界は,図2に示すとおりとする。また,抵抗の取り付けピ

    ッチは6 ピッチとする。( 図2 ,図3 参照)

    「6 ピッチ」の場合6 間隔,すなわち抵抗の足から足まで7 穴を使って取り付けること

    になる。

    図2 部品の浮き上がり

    図3 部品面 図4 ハンダ面

    ② タクトスイッチ,トグルスイッチは,止まりがあるものは止まりまで差し込み,止ま

    りがないものは密着して取り付けること。なお,浮き上がり限界は,図5に示すとお

    りとする。

    図5 部品の傾き

    ③ 左右のリード線は,バランスよく取り付け図6 に示すように無理な力を加えな

    いこと。

    図6 抵抗の取り付け方( 悪い例)

    ④ スズメッキ配線の直線部分が30 ㎜ を超える場合は,浮き上がり防止のために 中間はんだを施してもかまわない。

    (2)動作の確認 ・どの問題を選択しても構わない。

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    (3)プログラムのソースリスト (4)その他(作業状態等) 16 採 点 基 準

    (1)採点項目と観点

    項 目 点 数 観 点

    制 御 技 術 60 回路設計(図面の完成度,記号・文字) 動作の完成度 プログラミンの構造(書式および読みやすさ)

    組 立 技 術 40

    外観(部品の配置・レイアウト) ハンダ付けの状態 部品の損傷 配線,組立状態

    (詳細は別紙審査基準を参照のこと) 作業状態

    合 計 100

    (2)順位の決定 ① 合計得点の高い順とする。

    ② 同点の場合は,プログラミング技術の高い者が高位とする。

    ③ プログラミング技術も同じ場合は「組立技術」得点の高い者を高位とする。

    ④ さらに同点の場合には,”設計力”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。

    ⑥ 1位の選手は,7月6日(土)~7日(日)に沖縄県立 高等学校で行われる九州大会へ

    出場する。

    17 そ の 他

    (1)鉛フリーハンダについて 環境や健康のために無鉛(鉛フリー)ハンダを使用する。(Sn/3Ag/0.5Cu 0.8mmφ)

    (2)すずめっき軟銅線について

    すずめっき軟銅線は,外径 0.5mm を使用する。

    (3)動作確認について 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,動作の確認を受けること。 (4)電源について 電源用の直流5Vは各自が用意すること。出力回路には特に保護回路を入れていないので,

    電源の種類,電圧,極性には十分注意すること。

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    (5)設計製作回路について 事前に回路については公開しない。審査基準については,別紙 審査基準を参照

    すること。なお,設計回路図では,下記の電気用図記号で記入すること。 (6)表示ボード②のプリント回路基板等を購入希望の方は,以下から購入できます。

    【電気用図記号】 抵 抗 タクトスイッチ トグルスイッチ 10Pコネクタ

    半固定抵抗器(図7参照) VCC ・ GND 接続 ・交差 フォトインタラプタ

    ① ③

    ① GND ②入力 ③+5V

    (7)出力回路について 「出力回路②」については,19「出力回路②」回路図とする。 (8)当日の課題について [県大会特別ルール] No.1 ~ No.3 の課題の中から出題します。

    (課題については工業部会総会の午後,公開いたします。)

    単回転型サーメットトリマ https://www.marutsu.co.jp/pc/i/76910/#item_description

    図 7

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    資料 2 部品表 (1)入力回路製作の支給部品

    表 1 支給部品 No 部品名 型式 定格 備考 個数 1 タクトスイッチ B3F-1000 相当品 ON-OFF 1 2 トグルスイッチ MS-610k ON-OFF 1 3 単回転型サーメットトリマ GF063P1KB103 相当 10kΩ 上面ツマミ付き 1 4 炭素被膜抵抗器 1/4W±5% 330Ω 3 5 炭素被膜抵抗器 1/4W±5% 10kΩ 3 6 透過型フォトインタラプタ CNZ1023 1 7 ユニバーサル基板 ICB293 72mm×95mm サンハヤト 1 8 鉛フリーハンダ(ヤニ入り) Sn0.3 Ag0.7Cu φ0.8mm 1 9 ボックスピンヘッダ XG4C-1031 10P オムロン 1

    10 スペーサ・ビス スペーサビス付 各4 11 スズメッキ線 φ0.5 1 (2)表示ボード②の部品表

    表 2 表示ボード部品一覧

    No 部品番号 品名 型式または規格等 数

    量 メーカー 購入店舗例

    1 Cl~C3 チップコンデンサ 0.1μ/50V2012 サイズ

    3 秋月【P-00355】

    2 IC1 双方向性バスバッファ 74HC245AP 1 東芝 秋月【I-13214】 3 IC2~IC3 トランジスタアレイ TD62083AF 2 東芝 秋月【I-09364】 4 IC4~IC5 ビットシフトレジスタ TC74HC595AF 2 東芝 秋月【I-10077】 6 LED1 2 色ドットマトリクス LTP-12188M-08 1 LITE-ON 秋月【I-09878】

    7 R1~R8 チップ抵抗 47Ω l/4W1608 サイズ

    8 秋月【R-06470】

    8 R9~R16 チップ抵抗 470Ω l/4W1608 サイズ

    8 秋月【R-06471】

    9 SP1 圧電スピーカー PK13EPYH4000-AO

    (13mm) 1 村田製作所 秋月【P-04118】

    10 CN1 ボックスピンヘッダ 16P XG4C-1631 1 オムロン マルツ電波

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    資料3 各種コネクタの規格

    (1) 接続ケーブルA(入力回路①)と制御用マイコン③接続用)

    オムロン 2.54mm ピッチ 10 極(XG4C-1031)

    (2) 接続ケーブルB(表示ボード②と制御用マイコン③接続用)

    オムロン 2.54mm ピッチ 16 極(XG4C-1631)

    (3) 接続ケーブルC(制御用マイコン③と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。

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    21 出場選手名簿

    ゼッ

    ケン No 学校名 学科名 学年 氏名 引率者