公表
第１９回

若年者ものづくり競技大会「電子回路組立て」職種

競 技 課 題Ⅰ

競技概要

Ⅰ－Ⅰ 競技課題
組立て基板の製作と制御プログラムの制作
Ⅰ－Ⅱ 競技日程
7 月 31 日（水）10:00 ～ 13:30
13:30
13:45 ～

15:30
8 月 1 日（木）8:00
8:10 ～
8:50 ～ 13:00
13:00 ～
13:30 ～
13:45 ～ 14:45

工具等搬入
集合・受付
開会式
事前説明
工具展開
部品展開
その他

集合・受付
説明・準備
競技(途中 10 分休憩) 4 時間 延長時間なし
昼食・休憩
後片付け・工具等搬出
デモンストレーション

Ⅰ－Ⅲ 競技内容
競技仕様書に基づき「組立て基板」を製作するとともに，「組立て基板」を制御するプログラムを制作する．
Ⅰ－Ⅳ 全体の流れ（１）競技者は，本公表に従い，競技に際しての準備や作業を競技大会までに進めておくこと．事前に準備する事項については，本公表の「Ⅶ 事前準備」を参照のこと．
（２）競技日前日の事前説明の時間を利用して，座席抽選，工具展開，工具チェック，部品点検，プログラム開発環境の動作確認などの準備作業を行う．
（３）競技は，本公表および事前配布する「競技仕様書（１）」と当日配布する「競技仕様書（２）」に基づいて行う．

-1-

Ⅰ－Ⅴ 採点項目及び配点
採点 項 目

配点

備考

組立て基板

40

競技仕様書に記載された仕様等に基づいて評価・採点する

制御プログラム50

競技仕様書に記載された仕様等に基づいて評価・採点する（動作モードのみ採点対象）

作業態度

10

作業中の態度を評価・採点する

-2-

Ⅱ

ハードウェアブロック図

ハードウェアは，主に「組立て基板」と「制御ボード」の 2 枚の電子回路基板で構成される．図Ⅰにハードウェアブロック図を示す．
「組立て基板」
フルカラー10 バーLED，グラフィック LCD モジュール，スイッチ付きロータリーエンコーダ，3 軸加速度センサモジュールなどの入出力を有している．
「制御ボード」PIC マイコンを用いて組立て基板を制御する．また，制御ボードのコネクタを通して，外部機器とつなげることができる．
制御ボード

組立て基板
フルカラー
10バーLED

PIC18F4620

ＵＳＢ
インターフェース

3

フルカラー
10バーLED用
ドライバ回路103

RGB制御用
ドライバ回路

3111

OSC
10MHz 1OSC1
OSC2

グラフィックＬCＤ
モジュール

スイッチ付きロータリーエンコーダ

4

3軸加速度
センサモジュール

3

外部機能拡張用
コネクタ
可変参照電圧

ACアダプタ
DC9V+5V
安定化 +3.3V
電源IC GND+5V+3.3V
GND

押しボタンスイッチ

図Ⅰ ハードウェアブロック図-3-トグルスイッチ

ブザー

Ⅲ

プログラム開発環境

図Ⅱにプログラム開発環境のブロック図を示す．以下に示すプログラム開発環境を有するパソコンは主催者側が用意する．
「プログラム開発環境」
パソコン
主催者側が用意OS
Windows 10
IDE
MPLAB X IDE v.6.05 （2022/10/31 Microchip 社製フリーソフト）
C コンパイラ
MPLAB C for PIC18 v3.43 in LITE mode （Microchip 社製フリーソフト）
対象 MPU
PIC18F4620

制御ボード

組立て基板
フルカラー10バーLED

PIC18F4620

USBケーブル

PICライタPICkit3

ライタケーブル

モジュラージャックグラフィックＬCＤ
モジュール

3軸加速度
センサモジュールMPLAB X IDE v6.05
MPLAB C for PIC18v3.43 in LITE mode.

主催者側が用意スイッチ付きロータリーエンコーダ

ACアダプタ
DC9V

可変
参照電圧

ブザー

押しボタンスイッチ

トグルスイッチ

図Ⅱ プログラム開発環境ブロック図＊ 競技で使用するプロジェクトファイルは，あらかじめ競技用パソコンに用意されている．
＊ プロジェクトはデスクトップ上に用意されている「youth_19th.X」使用すること．
＊ 「制御ボード」，「PIC ライタ（USB ケーブル含む）」および「AC アダプタ」は事前に貸与する．
これらの機器は，競技大会で使用するので各自持参すること．また，競技大会終了後に，必ず返却すること．
＊ IDE と C コンパイラは，事前貸し出し物品に含まれる CD に用意されている．

-4-

Ⅳ

制御ボード

制御ボードを図Ⅲに，その回路図を図Ⅳに示す．本ボードは，PIC マイコンを搭載した，いわゆるマイコンボードである．インサーキット書込みやデバッグができるインターフェースを装備している．なお，本ボードは，若年者ものづくり競技大会の電子回路組立て職種競技用に製作したものである．

⑨（１）⑩②⑦⑦③④①⑧⑤⑥
図Ⅲ 制御ボード①PIC マイコンチップ
Microchip 社が開発したハーバードアーキテクチャ方式の 8 ビット・ペリフェラルインターフェー
スコントローラ PIC18F4620（以下「PIC」という）である．
主要な仕様を以下に示す．
・プログラムメモリ
32k ワード・データメモリ
RAM：3968 バイト
EEPROM：1024 バイト
・クロック周波数
DC～40MHz（本ボード：40MHz）・内蔵モジュール
通信
RS232/RS485，SPI，I2C
制御・タイミング
PWM，カウンタ・タイマ，ウォッチドックタイマ
アナログ
10 ビット A/D 変換，アナログコンパレータ②ICSP インターフェースコネクタ
ICSP（In Circuit Serial Programming）方式は，ターゲットボード（競技大会では制御ボード）に PICを装着したまま PIC のプログラムを書き込むことができる．競技大会では，プログラム書き込み機器として PICkit3（Microchip 社製）を用いる．

-5-

③リセットスイッチ
PIC のリセット用スイッチである．なお，リセット回路は，パワーオンで PIC をリセットする回路構成になっている．
④USB インターフェースコネクタ
パソコンなどの USB ポートを介した，調歩同期式シリアル通信（RS232C）に使用する．なお，USBと調歩同期式シリアル通信の変換に FTDI 社製の IC を使用しているので，パソコンなどのホスト側に，同社のデバイスドライバソフトをインストールする必要がある．また，本ボードは USB のバスパワーを電源として使用できるようになっている．なお，課題により使用する場合もある．
⑤AC アダプタ接続用コネクタ
AC アダプタを接続するコネクタである．
⑥電源スイッチ
AC アダプタから供給されている電源を ON-OFF するためのスイッチである．
⑦内部機能拡張用コネクタ
本ボードの機能を拡張する場合に使用するコネクタである．PIC の全 I/O ポートを当該コネクタに配置している．競技大会では，組立て基板を装着する．
⑧外部機能拡張用コネクタ
外部機器と接続するためのコネクタである．⑦の内部機能拡張用コネクタと併用して使用することができる．
⑨書き込みポート RB6，RB7 切替えスイッチ
本ボードの書込みポートである RB6，RB7 の接続先を切り替えるスライドスイッチである．下側の設定では，バスラインに接続され，上側の設定では，②の ICSP に接続される．競技大会では課題により切り替えて使用する．
⑩シリアル通信ポート RC6，RC7 切替えスイッチ
本ボードのシリアル通信ポートである RC6，RC7 の接続先を切り替えるスライドスイッチである．
下側の設定では，バスラインに接続され，上側の設定では④の USB コネクタを介して外部機器と接続することができる．競技大会では課題により切り替えて使用する．

-6-

図Ⅳ 制御ボード回路図

-7-

Ⅴ

プログラム開発ツール

Ⅴ－Ⅰ PIC ライタ
プログラム開発ツール（MPLAB X と C18）を用いて生成したプログラムを PIC に書込むツールである（図Ⅴ参照）．本ツールは，ICSP インタフェースで制御ボードに直接接続して PIC へのプログラム書込みや，PIC からのプログラム読出しなどができる．なお，制御ボードに電源を投入したままプログラムの書込みが可能である．

①②

図Ⅴ PIC ライタ①PIC ライタ（PICkit3）本体
本ツールを PIC ライタとして用いるには，MPLAB X IDE 上で，Programmer として PICkit3 を選択する．
②USB ケーブル
パソコンと PIC ライタ間を接続する．
＊ 本ツールのユーザマニュアルなどを下記の URL からダウンロードして，参照すること．
https://www.microchip.co.jp/download/index.php-8-

Ⅴ－Ⅱ Ｃ言語プログラム開発ツール
MPLAB X IDE（統合開発環境）と C18 コンパイラ（Microchip 社製）を用いて，制御ボード上の PIC に実装するプログラムを開発するツールで，パソコンシステム Windows 10（マイクロソフト社製）以上にインストールして使用する．本開発ツールの画面イメージを図Ⅵに示す．本開発
ツールは，プロジェクトという単位でプログラムを管理している．なお，競技大会のプログラム開発作業のほとんどを，本開発ツール上で行う．

⑤
①
②

③

④

図Ⅵ プログラム統合開発ツールの画面(一例)①プロジェクトウィンドウ
ファイルに関連する 3 つのタブを備えている．
「Projects」タブはプロジェクトツリー，「Files」タブはプロジェクトファイル，「Classes」タブはコード内の全てのクラスを表示している．メニューの「Window」→「Projects」，「Files」，「Classes」でこれらのウィンドウを表示，ウィンドウの×で閉じることができる．
②ソースコードウィンドウ
ソースコードを編集するウィンドウである．プロジェクトウィンドウのファイル（ソースコードやヘッダファイルなどのテキストファイル）をダブルクリックすることによって表示できる．閉じる
場合は，そのウィンドウの×をクリックする．
③ナビゲーションウィンドウ
選択されているファイルまたはプロジェクトに関する 2 つのタブを備えている．
「Navigator」タブ
は，選択されたファイルの関数が表示される．
「Dashboard」タブは，プロジェクトの詳細を示すプ
ロジェクト環境を表示する．メニューの「Window」→「Navigating」→「Navigator」で，「Navigator」
タブが現れ，「Window」→「Dashboard」で，「Dashboard」タブが現れる．タブの選択により，これらのウィンドウを表示でき，ウィンドウの×で閉じることができる．

-9-④アウトプットウィンドウ
ソースコードのコンパイルやリンク，デバッグやシミュレーション，PIC ライタの接続・書込みなどの処理を行った結果などが表示される．メニューの「Window」→「Output」で表示できる．複数の出力情報がある場合には，その情報の「タブ」がウィンドウ内に表示され，このタブを選択して，それぞれの出力情報を切替えることができる．
その出力情報をクリアするには，マウスの右ボタンをクリックし「Clear」を選択する．アウトプッ
トウィンドウを閉じるには，ウィンドウの×をクリックする．
⑤ビルド ＆ ライタメニュー「Build Project」ボタンはプロジェクトのビルドを，「Make and Program Device」はプログラムの書き込みを実行する．ビルドおよび PIC への書き込みの進捗状況は，「Output」ウィンドウに表示される．
「Hold in Reset」ボタンは，デバイスをリセットと実行の間で交互に切り換えができる．
PIC ライタは，メニューの「File」→「Programmer Properties」で選択する．

＊ MPLAB X IDE および C18 コンパイラのユーザマニュアルなどを下記の URL からダウンロードして，参照すること．
https://www.microchip.co.jp/download/index.php＊ MPLAB X IDE のインストール方法などは，事前貸し出し物品に含まれる CD にある“MPLABPIC 開発環境の設定ガイド.pdf”（技能五輪全国大会・電子機器組立て職種競技編）を参照すること．

- 10 -

Ⅴ－Ⅲ C 言語開発環境における一般的なプロジェクト構成について競技大会で使用するプロジェクト名「youth_19th.X」の，MPLAB X でのプログラム構成を図Ⅶ，図Ⅷに示す．動作モードのプログラムの作成は「move.c」に記述する．また，プログラムの印刷は「move.c」のみとする．ユーザ関数を作成する場合にも「move.c」に記述する．この構成ファイル以外を用いてプロジェクトを構成することを禁止する．
youth_19th.X プロジェクト
ハードチェックモード
main.cHardCheck_Modeを記述

main.h

動作モード

共通関数ライブラリグラフィック LCD
ライブラリ

move.ccommon_func.c

glcdlib_c18_v03.c

move.hcommon_func.h

glcdlib_c18_v03.h

フォントライブラリ
font.cfont.h図Ⅶ プログラム構成

図Ⅷ MPLAB X でのプログラム構成- 11 -

Ⅵ

使用工具等

競技に使用する工具，および作業エリアに持ち込める工具を，表Ⅰに示す．これら以外のものは，記載されていなくても，作業エリアへの持ち込み，および競技での使用は禁止する．
＊

競技の公平性を考慮し，パソコンシステムを主催者側で用意する．下記に示すスペック相当のパソコンシステムを予定している．
（変更する場合があります）① パソコン本体 省スペースデスクトップ（キーボード，マウス，ディスプレイケーブル付）
・メーカ
Dell
・型式
OPTIPLEX Micro シリーズ
・OS
Windows11 Pro 64bit
・プロセッサCore i5・クロック
1.8GHz・メモリ
16GB
・インストールソフト（競技に必要なソフト一式）
MPLAB X IDE v6.05
MPLAB C for PIC18 v3.43 in LITE mode
Tera Term 等② モニタ 23.8 インチ ワイド液晶・メーカ
プリンストン・型式
PTFBFG-24W
・最大解像度
1920×1080＊ 主催者側で用意された機器以外のモニタ，キーボード，マウス等の持ち込みを禁止する．
持ち込んではいけないもの
・書籍，参考書．
・事前配布した CD．
・「公表」，「競技仕様書（１）」の印刷物．
（競技大会前日に配付する）
・競技日前日の工具展開までに練習等で作成したプログラムファイル（ソース，ヘッダ）．
・練習で製作した組立て基板．
・個人が作成した資料等（印刷物，電子データを含む）．
・パソコン．
・USB，CD，DVD などの記憶媒体．

- 12 -表Ⅰ
区分

第１９回若年者ものづくり競技大会「電子回路組立て」職種

品
名マイクロリードペンチ
スタンダードリードペンチ
マイクロニッパ
スタンダードニッパ
プリント基板支持台
定規・分度器カッタナイフはさみ
ワイヤストリッパ
精密用ドライバ

工具類

十字ドライバボックスドライバ
マイナスドライバ
スパナ

規格半固定抵抗調整用
M3用
M3用

数量
備考
1～2
1～2 段差や溝を追加加工したものは不可
1～2 マジック等で印をつけているものも不可
1～2
適宜
適宜
適宜
適宜
適宜
111
適宜
適宜

はんだごて

1～3

こて台（こて置き台）
こてたたき
はんだ吸取り用具
ピンセット
ICリード整形器
IC引き抜き工具（平）やすりテーブルタップ
作業台下敷き
部品整理箱
保護めがね
工具整理箱

1～2
適宜
適宜
1～2
適宜
適宜
適宜
1～2
1式
1式
1式
1式

パソコン類 プログラム開発環境

本公表を参照1式

本公表を参照1式

主催者側で用意プログラム実行環境（ターゲットボード他）
テスター（デジタルマルチメータ）
オシロスコープ
測定器類
こて先温度計
測定用リード線
テープ類
ストップウオッチ
ルーペ・拡大鏡
電卓
照明器具
清掃用具
その他

使用工具等一覧表

11
適宜
適宜
適宜
適宜
適宜
適宜1式
1式

化学防護手袋（保護手袋）

1式

手袋
ガーゼ類

適宜
適宜

作業着

1式

筆記用具
椅子

1式
適宜

電動は不可
電動は不可
スペーサ取り付け用（電動は不可）

市販品のみ可．温度調節器付き使用可
こて先の酸化物除去用ペーストを含む

電動可．はんだ吸取り線含む

導電マット等部品記号のみ記載可
めがね常用者も保護めがねを着用
・パソコンシステム
・プログラム開発ツール
・IDE：MPLAB X v6.05
・Cコンパイラ：MPLAB C for PIC18 v3.43－ 事前に貸出した以下のものを持参 －・PICライタ本体：Pickit3
・PICライタUSBケーブル－ 事前に貸出した以下のものを持参 －・制御ボード（PIC18F4620含む）
・電源：ACアダプタ

クリップ付きセロハンテープ，マスキングテープなど
秒針や秒表示付き時計でも可

はんだを扱う際は必ず両手に着用．
例:SHOWA ESDﾌﾟﾛﾃｸﾄﾊﾟｰﾑ手袋 A0622 等
化学防護手袋以外の手袋作業に適したもの
競技前日の集合の際に着用のこと（注意１）競技者が持参する工具等は上記のものに限るが，必要がないと思われるものは持参しなくてもよい．
（注意２）使用工具は工具展開後に競技委員により工具チェックを行い，不適切なものは排除させていただきます．

- 13 -

Ⅶ

事前準備「競技仕様書（１）」を事前に良く読んで，その内容を十分に理解しておくこと．
Ⅶ－Ⅰ 組立て基板の製作についての準備・作業等
組立て基板の組立て仕様は，電子機器組立て技能検定２級の仕様に準じている．
「競技仕様書（１）」にある，「２ 組立て基板の製作」を熟読し，部品の取付け方や，はんだ付けの仕方を確認しておくこと．
・はんだ付けには，鉛フリーはんだを使用する．鉛フリーはんだによるはんだ付け作業に慣れておくこと．
・練習用の組立て基板，基板に実装する電子部品一式，制御ボード一式を入手する方法については，以下に問い合わせること．
大輝産業株式会社代表取締役
小倉 功
TEL：042-444-7927 FAX：042-444-7926
E-Mail：daiki0230@orion.ocn.ne.jp

Ⅶ－Ⅱ 制御プログラムの制作についての準備・作業等（１）プログラム開発環境を用意し，プログラム開発ツールの操作に慣れておくこと．
（２）「競技仕様書（１）」の「３.２ 制御プログラムの動作仕様（１）ハードチェックモードの仕様」を満たすハードチェックプログラム（事前配布の CD に保存されている C 言語ソースファイル）の内容を競技大会前によく理解し，プログラミングの基本技能を習得しておくこと．また，「４組立て基板の動作確認と提出」に記述されている，ハードチェックプログラムによる組立て基板の動作確認の方法にも習熟しておくこと．
・競技者が練習で製作した組立て基板について，ハードチェックプログラムを制御ボードの PIC に書込み，正常に動作しているか確認すること．正常に動作しない場合，どこに問題があるのか考察し，解決しておくことが望ましい．
・競技大会においては，ハードチェックプログラムにより，競技者が製作した組立て基板の動作確認を行う．
（３）「競技仕様書（１）」の「３ 制御プログラムの制作」図２５に示す「動作モード」の「処理１，処理２，・・・」を実行するプログラム部分が，競技課題の範囲となる．
・基本的に，事前公開している「ハードチェックプログラム」をベースとして，動作モードの部分を書き加えていくこと．
・「制御プログラムの制作」競技課題の評価・採点は，動作モード部分について行われるが，「制御プログラム」はハードチェックモード（事前公開）と動作モードの両方を含む必要がある．
・「競技仕様書（１）」にある，「３．３ プログラム記述の作法」については，採点対象とするので，その内容を良く理解しておくこと．
（４）競技用のプロジェクトファイル
・競技者は，指定されたフォルダのプロジェクトを使用すること．
（５）禁止事項
・競技日前日の工具展開後に，開発環境（PICkit3，制御ボード）等を競技エリア外へ持ち出すことを禁止する．なお，宿泊先などで練習等をしたい場合は，別の機器等を用意すること．

- 14 -

Ⅶ－Ⅲ 事前貸し出し機器の内容と競技終了時の返却について（１）事前貸し出し機器の内容
・7 月初旬をめどに，競技者に以下の機器を事前貸し出しする．参加者は，それらの機器を利用して，練習で製作した組立て基板のチェック，制御プログラム（ハードチェックモード）の理解な
ど，十分な事前準備を行い，競技に参加すること．
・事前貸し出しの宅配便の箱は，処分せずに競技大会に持参し，作業エリア内に置いておくこと．
また，参加選手は，どの機器が事前貸し出し機器であるのか，自ら把握しておくこと．

貸し出し機器名

数量

成果物として提出
○

競技終了時
回収

①

制御ボード（PIC18F4620 含む）

1枚②

PICkit3（本体，USB ケーブル）

1式○③

AC アダプタ

1台○④

CD（ドキュメント，データシートなど）

1枚×（２）事前貸し出し機器の返却
・競技終了後，宅配便の箱に①および③の貸し出し機器を全て入れて，返却すること．
・回収については，「競技仕様書（１）」の「６ 作業の終了」を参照すること．
（３）問い合わせ先・不明な点は下記の連絡先に問い合わせること．
「電子回路組立て」職種 主査
職業能力開発総合大学校
ものづくり計測ユニット
田村 仁志
TEL：042-346-7693
E-MAIL：tamura@uitec.ac.jp- 15 -×