教材名 マイクロマウス製作
教材名2
教材ID 72
教材作成者名 小沢 浩二; 菊池 達也; 佐々木 耕; 坂爪 久美子; 沢田 健; 椎葉 裕一郎; 清水 達也; 多喜 敏夫; 津久井 二郎; 中野 亜求了
教材作成日 1997-09-12
改訂情報
ジャンル名 高度教材
分野名 電気・電子系
業種名 未記入 又は なし
職務名
職務構成名
区分名 教材
職業名 電気技術者
 指導案


【1日目】
9:00 はじめに
  • 挨拶
  • 自己紹介
  • 諸注意
  • テキスト等、教材の確認
  • コース内容:スケジュール表により確認
    第1週:センサ選定とモータ選定およびシャーシ
        加工
    第2週:マイコン製作およびセンサ回路、
        モータドライバ回路製作
    第3週:ソフトウェア開発および発表会
  • 受講レベルについて
    電子回路の知識の有無、アセンブリ言語の経験の有無を確認
9:30 『マイクロマウス』の概要
  • 講座の目的(指導員用テキストp.1)
  • マイクロマウスについて
  • マイクロマウス競技について
  • 実際の競技と本講座との違いについての説明
  • マイクロマウスの設計についての説明
10:00 過去の事例紹介
  • 過去の発表会の模様をビデオにて紹介
11:00 休憩
11:15 マイクロマウスの設計
  • マイクロマウスの大きさと寸法について(指導員用テキストp.5)
  • センサの種類と各種センサの取り扱いについて(指導員用テキストp.6)
    光センサ
    温度センサ
    磁気センサ
    圧力センサ
    振動センサおよび音響センサ
    ガスセンサ
    リミットスイッチなど
12:00 昼食
13:00 マイクロマウスの設計のつづき
  • センサからの出力信号の処理方法について(指導員用テキストp.17)
    アナログ信号の取り扱い
    デジタル信号の取り扱い
    パルス列信号の取り扱い
  • センサの選定方法について(指導員用テキストp.20)
    使用条件
    (使用環境、使用対象など)
  • 使用するセンサの決定(指導員用テキストp.21)
    使用条件から受講生自身にセンサを選定していただく。
    選定していただいたセンサがマイクロマウス用センサとして適当か否かを確認  する。
    (超音波反射型センサ)
    (リミットスイッチ)
    (マイクロフォン、CdSセル)
14:30 休憩
14:45 マイクロマウスの設計のつづき
  • モータの種類および取り扱いについて(指導員用テキストp.23)
    ステッピングモータ
    DCモータ
    ACモータ
    ブラシレスモータ
    超音波モータなど
  • モータの選定方法について(指導員用テキストp.27)
    使用条件
    (制御形態、使用環境、使用対象など)
  • 使用するモータの決定(指導員用テキストp.28)
    ステッピングモータ
16:00 終了

【2 日目】
9:00 マイクロマウスの設計のつづき
  • シャーシの設計(指導員用テキストp.30)
    シャーシ設計の手順
  • 基本仕様の検討(指導員用テキストp.31)
    仕様条件
    構造
    駆動方法
    動力伝達方法
    強度・バランス
    検出器(センサ)
10:30 休憩
10:45 マイクロマウス用シャーシの設計
  • 基本シャーシの決定(指導員用テキストp.32)
    シャーシの形式
  • シャーシ用材料の選定
    使用条件
    (使用環境など)
  • 使用するシャーシ用材料の決定
    既製品流用
    (サッシ用部材など)
  • マイクロマウス用シャーシ加工方法の選定
    各種加工方法
    使用条件
    (使用対象材料など)
  • 使用するシャーシ加工機械の決定
12:00 昼食
13:00 マイクロマウス用シャーシの設計のつづき
  • CADを使用したシャーシの設計(指導員用テキストp.33)
    CADについて
    基本操作
    機械製図について
  • CADを使用した図面の作成
    マイクロマウスの基本仕様に基づいた最大寸法範囲
    各部品の位置
    各部品を固定するために最適なシャーシのデザイン
14:30 休憩
14:45 マイクロマウスのシャーシ設計のつづき
  • CADを使用した図面の作成(指導員用テキストp.34)
    基本シャーシ部寸法枠の作成
  • 各部品の取り付け方法と取り付け位置
    センサの取り付け方法
    センサの大きさと位置
    センサ取り付け具の選定
    モータの取り付け方法
    モータの大きさと位置
    モータ取り付け具の選定
    モータとタイヤの取り付け方法とカップリングの選定
    プリント基板の取り付け方法
    プリント基板の大きさと位置
    プリント基板取り付け具の選定
    バッテリの取り付け方法
    バッテリの大きさと位置
    バッテリ取り付け具の選定
    その他部品の選定
16:00 終了

【3 日目】
9:00 マイクロマウス用シャーシの設計のつづき
  • 各部品の配置について
    センサ、モータ、プリント基板、バッテリ、タイヤの配置
    各部品を固定するために必要なシャーシのデザイン
10:30 休憩
10:45 マイクロマウス用シャーシの設計のつづき
  • マイクロマウスのシャーシデザインについて
    マイクロマウス全体のシャーシデザイン
    大きさ、見栄えなど
12:00 昼食
13:00 マイクロマウス用シャーシの加工
  • CAD/CAMを使用したシャーシの加工(指導員用テキストp.35)
    CAD/CAMについて
  • 加工法に適したシャーシ部品図について
    レーザ加工機に適したシャーシ部品図の作成
14:30 休憩
14:45 マイクロマウス用シャーシの加工のつづき
  • 加工機械に合わせたNCデータの作成について
    レーザ加工機に適したNCデータの作成
16:00 終了

【4 日目】
9:00 マイクロマウス用シャーシの加工のつづき
  • シャーシ加工について(指導員用テキストp.36)
    レーザ加工機について
    機械の操作方法
    NCデータの入力
10:30 休憩
10:45 マイクロマウス用シャーシの加工のつづき
  • シャーシ加工について
    レーザによる切断加工
12:00 昼食
13:00 マイクロマウス用シャーシ組立
  • シャーシの組立について(指導員用テキストp.37)
    板材の曲げ加工
14:30 休憩
14:45 マイクロマウス用シャーシ組立のつづき
  • 各部品の組立について
    各部品の組立
    位置合わせと各部分の寸法調整
16:00 終了

【5 日目】
9:00 マイコンの設計および作製
  • ワンボードマイコンの設計(指導員用テキストp.38)
    Z80CPUについて
    8255PPIについて
    ROMについて
    RAMについて
    デマルチプレクサについて
    リセットおよびスタートについて
    センサおよびモータの接続について
10:30 休憩
10:45 ワンボードマイコンの部品配置設計
  • ワンボードマイコンの部品配置設計
12:00 昼食
13:00 ワンボードマイコンの配線設計
  • ワンボードマイコンの配線設計
14:30 休憩
14:45 ワンボードマイコンの配線設計および製作
  • ワンボードマイコンの配線設計
  • 半田付けによるワンボードマイコンの製作(指導員用テキストp.39)
16:00 終了

【6 日目】
9:00 ワンボードマイコンの製作
  • 半田付けによるワンボードマイコンの製作
10:30 休憩
10:45 ワンボードマイコンの製作
  • 半田付けによるワンボードマイコンの製作
12:00 昼食
13:00 ワンボードマイコンの製作
  • 半田付けによるワンボードマイコンの製作
14:30 休憩
14:45 ワンボードマイコンの製作
  • 半田付けによるワンボードマイコンの製作
16:00 終了

【7 日目】
9:00 ワンボードマイコンの動作確認
  • ワンボードマイコンの動作確認(指導員用テキストp.40)
    OPコードフェッチサイクルの信号確認
    メモリリードサイクルの信号確認
    メモリライトサイクルの信号確認
    I/Oリードサイクルの信号確認
    I/Oライトサイクルの信号確認
    PPI上の信号確認
10:30 休憩
10:45 センサ回路の製作
  • センサ回路の動作確認(指導員用テキストp.41)
    リミットスイッチ回路
    超音波センサ回路
12:00 昼食
13:00 センサ回路の部品配置設計
  • センサ回路の部品配置設計
14:30 休憩
14:45 センサ回路の配線設計
  • センサ回路の配線設計
16:00 終了

【8 日目】
9:00 センサ回路の配線設計および製作
  • センサ回路の配線設計
  • 半田付けによるセンサ回路の製作
10:30 休憩
10:45 センサ回路の製作
  • センサ回路の製作
12:00 昼食
13:00 センサ回路の製作
  • センサ回路の製作
14:30 休憩
14:45 センサ回路の製作
  • センサ回路の製作
16:00 終了

【9 日目】
9:00 センサ回路の動作確認
  • 各センサ回路の動作確認
    (リミットスイッチ回路のLED点灯確認)
    (超音波センサ回路のLED点灯確認等)
9:30 モータドライバ回路の製作
  • モータドライバ回路の動作確認(指導員用テキストp.43)
    PMM8713の概要
    PMM8713を使用したモータドライブ回路の動作確認
10:30 休憩
10:45 モータドライバ回路の製作
  • モータドライバ回路の部品配置設計
12:00 昼食
13:00 モータドライバ回路の部品配置設計
  • モータドライバ回路の部品配置設計
14:30 休憩
14:45 モータドライバ回路の配線設計
  • モータドライバ回路の配線設計
16:00 終了

【10 日目】
9:00 モータドライバ回路の配線設計および製作
  • モータドライバ回路の配線設計
  • 半田付けによるモータドライバ回路の製作
10:30 休憩
10:45 モータドライバ回路の製作
  • モータドライバ回路の製作
12:00 昼食
13:00 モータドライバ回路の製作
  • モータドライバ回路の製作
14:30 休憩
14:45 モータドライバ回路の動作確認
  • モータドライバ回路の動作確認
    ファンクションゼネレータを使用したモータ回転および回転制御の確認
16:00 終了

【11 日目】
9:00 電源回路の動作確認
  • 電源回路の作製および動作確認
    三端子レギュレータを使用した電源回路の作製および動作確認
10:00 マイクロマウスの組立
  • マイクロマウスの組立(指導員用テキストp.45)
    マイコン回路、センサ回路およびモータドライバ回路の組み込み
10:30 休憩
10:45 マイクロマウスの動作確認
  • 自作マイコンによる制御動作の確認(指導員用テキストp.46)
11:00 アセンブリ言語によるソフトウェアの開発
  • パソコンを使用したアセンブラの使い方
    エディタの使い方
    クロスアセンブラの使い方
  • ROMライタの使い方
    ROMライタとパソコンの接続
    RS-232C
    通信速度等の設定
12:00 昼食
13:00 アセンブリ言語によるソフトウェアの開発
  • アセンブリ言語の確認(指導員用テキストp.47)
    PPIのコントロールワードの設定方法
    SPの設定方法
  • 迷路道順の提示(指導員用テキストp.49)
  • 迷路抜け基本発想について(指導員用テキストp.50)
    左手基準法
14:00 ソフトウェア開発
  • スタートスイッチが入ったら、前進するプログラム(指導員用テキストp.50)
14:30 休憩
14:45 ソフトウェア開発
  • 前方壁センサが反応したら、減速するプログラム(指導員用テキストp.51)
  • 前壁センサが反応したら、停止するプログラム(指導員用テキストp.52)
16:00 終了

【12 日目】
9:00 ソフトウェア開発
  • スタートスイッチが入ったら、右回転をするプログラム
  • スタートスイッチが入ったら、左回転をするプログラム
10:00 ソフトウェア開発
  • スタートスイッチが入ったら、90゜右回転をするプログラム・
    パルスで90゜回転する方法
10:30 休憩
10:45 ソフトウェア開発
  • スタートスイッチが入ったら、90゜右回転をするプログラム・のつづき
    パルスで90゜回転する方法
11:00 ソフトウェア開発
  • スタートスイッチが入ったら、90゜右回転をするプログラム・
    センサで90゜回転する方法
12:00 昼食
13:00 ソフトウェア開発
  • スタートスイッチが入ったら、90゜左回転をするプログラム・
    パルスで90゜回転する方法
  • スタートスイッチが入ったら、90゜左回転をするプログラム・
    センサで90゜回転する方法
14:30 休憩
14:45 ソフトウェア開発
  • 前方壁センサが反応したら回転方向の確認をするプログラム
    (指導員用テキストp.54)
    左壁があるか
    右壁があるか
    袋小路か
16:00 終了

【13 日目】
9:00 ソフトウェア開発
  • 前方壁センサが反応したら回転方向の確認をするプログラムのつづき
    (指導員用テキストp.54)
10:00 ソフトウェア開発
  • 前壁センサが入ったらあらかじめ設定した方向へ回転するプログラム
    (指導員用テキストp.55)
    左壁がある ・ 右回転
    右壁がある ・ 左回転
    袋小路  ・ ストップ
12:00 昼食
13:00 ソフトウェア開発
  • 左右壁センサによる直進補正プログラム(左壁基準)
    (指導員用テキストp.53)
14:30 休憩
14:45 ソフトウェア開発
  • 左右壁センサによる直進補正プログラム(左壁基準)のつづき
16:00 終了

【14 日目】
9:00 ソフトウェア開発
  • 左壁がない場合の右壁基準直進補正プログラム
10:00 ソフトウェア開発
  • 左壁がない場合の右壁基準直進補正プログラムのつづき
10:30 休憩
10:45 ソフトウェア開発
  • 両壁がない場合の直進プログラム
12:00 昼食
13:00 ソフトウェア開発
  • すべてのプログラムを組み合わせて迷路を抜けるプログラム
14:30 休憩
14:45 ソフトウェア開発
  • ・すべてのプログラムを組み合わせて迷路を抜けるプログラムのつづき
    直進時のスピードコントロール
    回転時のスピードコントロール
    滑らかな直進補正
    滑らかな加速
    他人とはひと味異なるプログラム
    ・後退でゴールまで進む
    ・ゴール時に後退する
    ・迷路を間違えたふりをして進むなど
16:00 終了

【15 日目】
9:00 発表会の準備
  • プログラムの最終動作確認
  • バッテリの充電
  • 予備プログラムの準備
  • 予備バッテリの準備
  • ハード部分の最終確認
    ビスのゆるみ
    センサの位置
    シャーシの浮き
    見栄え
    コードをまとめる
10:30 休憩
10:45 発表会の準備
  • 会場の設営
  • マウスの最終動作確認
12:00 昼食
13:00 発表会
  • 一人一人、自分が一番苦労したこと
    自分のマウスの一番見てほしいことなどをマウス始動の前に説明する。
  • マウス始動
14:30 休憩
14:45 評価
  • 他人のマウスと、自分のマウスを比較して、どこをどうすればより良いマウスになったか他人のマウスから学んだこと自分のマウスの優れているところなど、ディスカッション形式で、意見を交換する
15:30 片づけ
  • 使用した部品、工具その他の片づけ
    掃除機等を使用して、自分の机上、机回りをきれいにし、整頓し直す。
15:50 修了証配布
16:00 終了

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