第１４回

高校生ものづくりコンテスト
電子回路組立部門
関東地区予選会 東京大会

シ ス テ ム１．１ページから４ページまであります。
２．指示があるまで，この表紙を開かないでください。

期 日 平成 30 年 8 月 17 日（金）場 所 す み だ 産 業 会 館
学校名番 号

氏 名

高校生ものづくりコンテスト電子回路組立部門
関東地区予選会(東京大会)

平成 30 年 8 月 17 日

１ システム構成① 『設計製作回路(1)』と『Checker(チェッカー)回路(3)』を接続し，『設計製作回路(1)』が設計条件通りに動作するか確認する。
② 『制御用コンピュータ(5)』に『設計製作回路(1)』と『制御対象回路(2)』を接続し，その『制御プログラム(4)』を作成し，コンピュータ制御システムを完成させる。

設計製作回路(1)(競技時間内に設計･製作)
接続ケーブル １

制御用コンピュータ(5)(開発環境)
制御プログラム(4)(言語は自由)接続ケーブル ２

接続ケーブル ４

制御対象回路(2)(大会当日配布)

Checker(チェッカー)回路(3)(大会当日配布)

接続ケーブル ３
電 源

２ 設計・製作する回路
次の条件を満たす入力回路を設計・製作し，設計製作回路動作課題(別紙)を行いなさい。
(1) 下図に示したタクトスイッチ(TCSW)，ホトインタラプタ(PHSW)，トグルスイッチ(TGSW)，による入力回路を設計・製作する。
ＩＣピッチ１列５ピン

①

ＧＮＤ

②

タクトスイッチ
TCSW③

ホトインタラプタ
PHSW④

トグルスイッチ
TGSW⑤５ Ｖ(2) タクトスイッチ(TCSW)を操作することによりHigh/Lowが変化し，押さないときはHigh，押したときはLowの信号が出るようにする 。
(3) 支給された方眼紙(Ａ４)に入力回路図を書く。
(4) 支給された部品を使用して，設計した入力回路を製作する。
(5) トグルスイッチ(TGSW)は，製作した入力回路の部品面の’ H ’ 側に，配布されたシ－ルを貼る。
(6) 入力回路の支持に用いるネジおよびスペ－サは，右図のように取り付ける。
-1-部品面

ハンダ面

３ 作成するプログラム
これ以降に示されている条件などに注意し，プログラム課題(別紙)を行いなさい。
(1) ７セグメントＬＥＤの表示は以下のようにする。
ｱ) 表示状態(赤が点灯状態)
ｱ) ※以下の表示のほか，問題に応じて指示されたとおり表示させること。

“０” “１” “２” “３” “４” “５” “６” “７” “８” “９”“Ａ” “Ｂ” “Ｃ” “Ｄ” “Ｅ” “Ｆ” “消灯” “Ｈ” “Ｌ” “-”ｲ) 左右の表示
左右の指示がある場合には，指示された側に表示させること。
例)
左の７セグメントＬＥＤに“０”を表示
７セグメントＬＥＤに“３０”を表示(2) ステッピングモータおよびＤＣモータの回転は，目視および触って確認できることとする。
また，時計回りおよび反時計回りは以下のとおりとする。

ステッピングモータ

矢印方向から見てＤＣモータ

反時計回り

時計回り

counterclockwise

clockwise(3) 圧電スピーカの出力については，はっきりとその高音・中音・低音が聞き分けられる音を出力すること。また審査員にも聞こえる可聴周波数で出力すること。

プ～～ッ！
ピーッ！
（高い音）

（高い音と低いビ～～ッ！

音の中間の音）（低い音）※上図はあくまでもイメージです。
-2-注意事項 下に書いてある注意事項により，各課題を実行すること。
１ 全ての課題で，特に指示がない場合の初期状態は次のとおりです。
(1) タクトスイッチ TCSW は『OFF』(2) トグルスイッチ TGSW は『L』側(3) ホトインタラプタ(PHSW)は『透過』(4) 各モータは停止(5) 圧電スピーカは停止，音を出していない(6) ７セグメントＬＥＤは消灯

２ 入力の状態は次のとおりです。
(1)タクトスイッチ(TCSW)ｱ) 『ON』はタクトスイッチを押している間です。
ｲ) 『OFF』はタクトスイッチを離している（触れていない）間です。
ｳ) 『ON』
・『OFF』はタクトスイッチを押した後，離すことです。

(2)トグルスイッチ(TGSW)ｱ) 『H』はトグルスイッチのレバ-がＨ側（シ-ル添付あり）に倒れている状態。
ｲ) 『L』はトグルスイッチのレバ-がＬ側（シ-ル添付なし）に倒れている状態。
ｳ) 『H』
・『L』はトグルスイッチをＨ側に倒した後，Ｌ側に倒すこと。
(3) ホトインタラプタ(PHSW)ｱ) 『遮断』はホトインタラプタの光を遮光している状態。
ｲ) 『透過』はホトインタラプタの光を受光している状態。
ｳ) 『遮断』・『透過』はホトインタラプタの光を１回遮光して，受光した状態。

-3-

３ その他の状態(1) ７セグメントＬＥＤはちらつきがないように表示させること。
特に，モータ回転中に７セグメントＬＥＤがちらつき無く表示していること。
(2) 入力状態が変化する時は指示が無い限り，直前の状態を保つこと。
例 ７セグメントＬＥＤに“００”と表示している時，タクトスイッチを『ON』
・『OFF』
した『OFF』のタイミングで変化させる場合，『ON』の状態では“００”と表示を保つなど。
(3) ７セグメントＬＥＤの表示の点滅は，目で見てはっきりと点灯と消灯が分かること。
(4) 各モータの回転は，スム-ズに指示された方向に回転し続けること。
(5) 圧電スピーカの音が鳴るとは，連続した音が続く事を言い，断続ではない。
断続の時は，およその出力時間を指示する。
(6) 課題１～課題６までは，ホトインタラプタ(PHSW)を使用する課題ではない。
(7) その他 各課題で具体的に指示する。

４ 全ての課題で，条件にない不要な出力（表示や動作）をしない。

-4-

第１４回

高校生ものづくりコンテスト
電子回路組立部門
関東地区予選会 東京大会

設計製作回路動作課題
１．指示があるまで，この表紙を開かないでください。

期 日 平成 30 年 8 月 17 日（金）場 所 す み だ 産 業 会 館
学校名番 号

氏 名

動作課題タクトスイッチ(TCSW)を操作することによりHigh/Lowが変化し，押さないときはHigh，押したときはLowの信号が出るようになっているか動作確認をおこなう 。
(ｱ) 製作した入力回路を，接続ケーブル 4 で Checker(チェッカー)の入力端子(INPUT)に接続しなさい。ただし，5V と GND を間違えないように注意し，番号通りに接続すること。
(ｲ) Checker(チェッカー)の電源端子(DC IN)に，接続ケーブル 3 を接続しなさい。
(ｳ) Checker(チェッカー)に各ケーブルを接続するときには，Checker(チェッカー)の回路図を参考にしなさい。
(ｴ) Checker(チェッカー)に接続されている赤色，黄色，緑色のショート端子(ジャンパーピン)は，設定を変更しないこと。
(ｵ) タクトスイッチ(TCSW)が『ON』の場合，Checker(チェッカー)の緑色 LED が消灯する。
(ｶ) タクトスイッチ(TCSW)が『OFF』の場合，Checker(チェッカー)の緑色 LED が点灯する。
(ｷ) Checker(チェッカー)の赤色 LED および黄色 LED の状態は問わない。

-1-第１４回

高校生ものづくりコンテスト
電子回路組立部門
関東地区予選会 東京大会

プログラム課題
１．課題は 課 題 １ から 課 題 ８ まであります。
２．指示があるまで，この表紙を開かないでください。

期 日 平成 30 年 8 月 17 日（金）場 所 す み だ 産 業 会 館
学校名番 号

氏 名

課題１
(1)

プログラムを実行すると，左の7セグメントLEDに“3”と“0”が約1秒間隔で，交互に表示する。
(2) プログラムを実行したとき，初めに表示されるのは“3”とする。
(3) 右の7セグメントLEDは消灯とする。
左の 7 セグメント LED に約 1 秒間隔で，交互に表示

プログラム実行時

課題２(1) 圧電スピーカを 3 音階で鳴らす。
(2) プログラムを実行した後，『圧電スピーカを低音で約２秒間鳴らす → 中音で約２秒間鳴らす → 高音で約２秒間鳴らす → 音を止める』と動作させる。
(ｱ) 圧電スピーカの出力については，審査員が聞き分けられなかった場合，不正解とする。

課題３(1) When the tact switch is OFF, the DC motor stops.
(2) When the tact switch is ON, the DC motor rotates counterclockwise.
(3) (1) and (2) can be executed repeatedly.

-1-課題４
下記の問題①～③について答えなさい。その答えの数値を指定された通りに，７セグメントＬＥＤに表示する。
問題① (26)10 を 16 進数に変換しなさい。
問題② 3 バイトは何ビットか答えなさい。
問題③ 英字の大文字 A～Z を表現するために最低限必要なビット数はいくらか答えなさい。

(1) プログラムを実行した後，タクトスイッチ(TCSW)を『ON』・『OFF』する毎に，問題①～③の答えの数値が問題番号順(問題①→問題②→問題③)に，７セグメントＬＥＤに表示されるようにする。
(ｱ) 表示変化のタイミングは，タクトスイッチ(TCSW)を『ON』した時とする。
(ｲ) 答えの数値が 1 けたの場合は，左の７セグメントＬＥＤは“消灯”させ，右の７セグメントＬＥＤに答えの数値を表示させる。
(ｳ) 問題②と問題③の答えの数値は 10 進数表示とする。
(ｴ) 問題③の答えの数値を表示した後は，タクトスイッチ(TCSW)を 『ON』
・『OFF』
しても表示は変化しない。
(ｵ) 問題の内容や答えに関わる質問は受け付けない。

-2-

初期状態

※初期状態は，注意事項を参照すること。

TCSW『ON』
・『OFF』

TCSW『ON』のタイミングで7 セグメントＬＥＤ
問題①の答えの数値を表示

TCSW『ON』
・『OFF』

TCSW『ON』のタイミングで7 セグメントＬＥＤ
問題②の答えの数値を表示

TCSW『ON』
・『OFF』

TCSW『ON』のタイミングで7 セグメントＬＥＤ
問題③の答えの数値を表示

TCSW『ON』
・『OFF』

7 セグメントＬＥＤ
問題③の答えの数値を表示維持

-3-

課題５
(1) (a)の論理回路について，(b)の真理値表を完成させなさい。ただし，以下のように動作させる。
(ｱ) 入力Ａをトグルスイッチ(TGSW)とし動作させる。入力Ａが“0”のときはトグルスイッチ(TGSW)を『L』，“1”のときはトグルスイッチ(TGSW)を『H』とする。
(ｲ) 入力Ｂをタクトスイッチ(TCSW)とし動作させる。入力Ｂが“0”のときはタクトスイッチ(TCSW)を『OFF』，“1”のときはタクトスイッチ(TCSW)を『ON』とする。
(ｳ) 出力Ｃの答え(“0”か“1”)を左の７セグメントＬＥＤに表示させなさい。
(ｴ) 出力Ｄの答え(“0”か“1”)を右の７セグメントＬＥＤに表示させなさい。

入力出力Ａ

Ｂ

０００１

１０１

１Ｃ

Ｄ

(b) 真理値表(a) 回路図-4-課題６(1) プログラムを実行した後，タクトスイッチ(TCSW)を『ON』
・『OFF』すると，７セグメントＬＥＤに“15”を表示する。
(ｱ) 表示変化のタイミングは，タクトスイッチ(TCSW)を『ON』した時とする。
(2) タクトスイッチ(TCSW)を『ON』・『OFF』する毎に，表示されている数値が 1 ずつ減少する。
(ｱ) 表示変化のタイミングは，タクトスイッチ(TCSW)を『ON』した時とする。
(ｲ) 数値が 1 けたの場合は，左の７セグメントＬＥＤは“0”を表示し，右の７セグメントＬＥＤに数値を表示させる。
(ｳ) 表示は“00”で停止し，そのまま表示を維持する。
(ｴ) 表示されている数値が“28”と“42”の公約数の時，ステッピングモータが回転し続ける。
(ｵ) 表示されている数値が“28”と“42”の公約数でない時，ステッピングモータは停止する。
(ｶ) ステッピングモータの回転方向は時計回りとする。
(ｷ) 「公約数とはなんですか？」など，問題に関わる質問は受け付けない。

-5-※初期状態は，注意事項を初期状態参照すること。
TCSW『ON』
・『OFF』

TCSW『ON』のタイミングで7 セグメントＬＥＤ“15”を表示
TCSW『ON』
・『OFF』

TCSW『ON』
・『OFF』
TCSW『ON』のタイミングで7 セグメントＬＥＤ

表示が“1”ずつ減少

表示が“28”と“42”表示が“00”の公約数の時
ステッピングモータ回転

7 セグメントＬＥＤ表示維持（時計回り）-6-課題７(1) プログラム実行した後，７セグメントＬＥＤが下図の様に約 1 秒間隔で点灯し続ける。
初期状態
状態 1

1 秒後
状態 2

1 秒後
状態 3

1 秒後
状態 4

1 秒後
状態 5

1 秒後
状態 6

状態 1に戻る(2) タクトスイッチ(TCSW)を 5 秒以上『ON』し，『OFF』したときに，７セグメン
トＬＥＤが(1)の暗号表示に変わる。ただし，下図の様に約 1 秒間隔で点灯し続ける。
状態 1 で変化した時

1 秒後
状態 2

1 秒後
状態 3

1 秒後
状態 41 秒後状態 51 秒後状態 6状態 1に戻る

(ｱ) この変化は，(1)の表示されている状態から，(2)の変化に移る。
(ｲ) 暗号表示とは，(1)の状態で“点灯”していた部分が(2)の状態では“消灯”し，(1)の状態で“消灯”していた部分が(2)の状態では“点灯”することである。
(ｳ)
(ｴ)
(ｵ)
(ｶ)

ただし，７セグメントＬＥＤの“DP”部分は問わない。
表示変化のタイミングはタクトスイッチ(TCSW)を『OFF』した時とする。
(2)の変化の時に再度タクトスイッチ(TCSW)を 5 秒以上『ON』し，『OFF』すると(1)の変化に戻る。
タクトスイッチ(TCSW)を『ON』しているとき，７セグメントＬＥＤの表示は(1)(2)の動作をし続ける。
この動作は繰り返し実行出来る。

例 タクトスイッチ(TCSW)を 5 秒以上『ON』し，『OFF』したタイミングが(1)の状態 2だったときの例を以下に示す。
タクトスイッチ(TCSW)が『OFF』した瞬間，(2)の状態 2 に変化する。
７セグメントＬＥＤが(1)の表示から，暗号表示に変化することになる。
TCSW が『ON』のとき，約 1 秒間隔で点灯し続ける。

・・・

1秒後

1秒後

TCSW を 5 秒以上『ON』
し，『OFF』した瞬間
変化

-7-

1秒後

暗号表示に変化す
る。
1秒後

・・・

(3) ホトインタラプタ(PHSW)を『遮断』・『透過』すると，ＤＣモータが回転する。
(ｱ) ７セグメントＬＥＤの表示は(1)(2)の動作をし続ける。
(ｲ) ７セグメントＬＥＤの明るさや点灯間隔は変化しないこと。
(ｳ) ＤＣモータの回転方向は次の通りとする。
７セグメントＬＥＤの変化が(1)のときは反時計回りに高速回転し，(2)のときは時計回りに低速回転する。回転の速度は違いがわかるようにはっきりさせること。
(ｴ) ＤＣモータが回転しているときに再度，ホトインタラプタ(PHSW)を『遮断』・『透過』すると，ＤＣモータが停止する。
(ｵ) ＤＣモータの回転や停止のタイミングはホトインタラプタ(PHSW)を『透過』した時とする。
(4) ＤＣモータが回転しているときには，タクトスイッチ(TCSW)の操作はおこなわないこととする。
(5) 上記の動作は，繰り返し実行出来る。

7 セグメントＬＥＤが(2)で7 セグメントＬＥＤが(1)で指示された様に表示を繰り返す。

指示された様に表示を繰り返す。
ＤＣモータ停止（暗号表示）TCSW5 秒以上『ON』し『OFF』

PHSW を『遮断』し『透過』ＤＣモータ停止PHSW を『遮断』し『透過』7 セグメントＬＥＤは(2)で7 セグメントＬＥＤは(1)で指示された様に表示をし続ける。

指示された様に表示をし続ける。

（暗号表示）

ＤＣモータ

ＤＣモータ

反時計回り高速回転

時計回り低速回転-8-課題８(1) プログラムを実行したとき，７セグメントＬＥＤは“00”と表示する。
(2) タクトスイッチ(TCSW)を『ON』にしている間，左の７セグメントＬＥＤを約 1 秒間隔で１ずつカウントアップする。タクトスイッチ(TCSW)を『OFF』にした場合は，７セグメントＬＥＤの表示状態を保持する。
(ｱ) “0”から“9”までの 10 進数で表示し，“9”の後は“0”に戻る。
(3) トグルスイッチ(TGSW)を『H』にしている間，右の７セグメントＬＥＤを約 1 秒間隔で１ずつカウントアップする。トグルスイッチ(TGSW)を『L』にした場合は，７セグメントＬＥＤの表示状態を保持する。
(ｱ) “0”から“9”までの 10 進数で表示し，“9”の後は“0”に戻る。
(4) ホトインタラプタ(PHSW)を『遮断』･『透過』する毎に次の（ｱ）→（ｲ）→（ｳ）→（ｱ）→ …と表示を繰り返す。
(ｱ) (2)(3)の動作で表示された[左の７セグメントＬＥＤに表示されている 10 進数＋ 右の７セグメントＬＥＤに表示されている 10 進数]で計算した答えを，10 進数で７セグメントＬＥＤに表示する。
(ｲ) (2)(3)の動作で表示された[左の７セグメントＬＥＤに表示されている 10 進数 右の７セグメントＬＥＤに表示されている 10 進数]で計算した答えを，10 進数で７セグメントＬＥＤに表示する。
(ｳ) 元の数値を７セグメントＬＥＤに表示し，(2)(3)の動作ができるようにする。つまり(ｱ)の前の状態に戻る。
(ⅰ) 計算した答えの数値が 1 けたの場合は，左の７セグメントＬＥＤは“0”を表示させ，右の７セグメントＬＥＤに答えの数値を表示させる。
(ⅱ) 計算した答えがマイナスになった場合は，左の７セグメントＬＥＤは“-”を表示させ，答えがマイナスであることを表現する。
(ⅲ) 表示の変化はホトインタラプタ(PHSW)を『透過』した瞬間とする。
例(2)(3)の動作で，７セグメントＬＥＤに“12”が表示されている状態で，ホトインタラプタ(PHSW)を『遮断』･『透過』したときの例を以下に示す。
ホトインタラプタ(PHSW)を『遮断』･『透過』する毎に上記の（ｱ）→（ｲ）→（ｳ）→（ｱ）→ …と表示を繰り返す。
ホトインタラプタ(PHSW)を『遮ホトインタラプタ(PHSW)を『遮ホトインタラプタ(PHSW)を『遮断』･『透過』 『透過』した瞬間

断』･『透過』 『透過』した瞬間

断』･『透過』 『透過』した瞬間－３ではないので注意

変化

変化

変化

-9-・・・

(5) (4)(ｱ)，(ｲ)の状態においては，次の動作をする。
(ｱ) タクトスイッチ(TCSW)を『ON』にすると，７セグメントＬＥＤに表示されていた10 進数が 16 進数に変換され，圧電スピーカが高音で鳴る。
(ｲ) タクトスイッチ(TCSW)を『OFF』にすると，７セグメントＬＥＤの表示は元の 10進数に戻り，圧電スピーカは停止する。
(ｳ) トグルスイッチ(TGSW)を『H』すると，７セグメントＬＥＤに表示されていた 10進数が 16 進数に変換され，圧電スピーカが低音で鳴る。
(ｴ) トグルスイッチ(TGSW)を『L』にすると，７セグメントＬＥＤの表示は元の 10 進数に戻り，圧電スピーカは停止する。
(ｵ) タクトスイッチ(TCSW)とトグルスイッチ(TGSW)の同時操作はおこなわないこととする。
(ｶ) ７セグメントＬＥＤに表示されている数値が負の数だった場合，16 進数に変換した
ときの表示は，8 ビットの「2 の補数」で表現すること。
(ｷ) 16 進数に変換した数値が 1 けたの場合は，左の７セグメントＬＥＤは“0”を表示させ，右の７セグメントＬＥＤに答えの数値を表示させる。
(ｸ) 圧電スピーカの出力については，審査員が聞き分けられなかった場合，不正解とする。
(6) タクトスイッチ(TCSW)，トグルスイッチ(TGSW)を操作しているときは，ホトインタラプタ(PHSW)との同時操作はおこなわないこととする。

- 10 -

プログラム実行後
７セグメントＬＥＤ “00”を表示する。

TCSW『ON』：左の７セグメント LED をカウントアップ
TGSW『H』 ：右の７セグメント LED をカウントアップ
TCSW『OFF』，TGSW『L』：表示維持
表示範囲“０”～“９”までの 10 進数“９”の後は“０”に戻る
・圧電スピーカは鳴らない。

PHSW をPHSW を『遮断』し『透過』『遮断』し『透過』PHSW を『遮断』し『透過』左の値－右の値を 10 進数で表示

左の値＋右の値を 10 進数で表示

・圧電スピーカは鳴らない。

・圧電スピーカは鳴らない。

TCSW『OFF』

TCSW『ON』

TCSW『ON』

TCSW『OFF』

またはまたはまたはまたは

TGSW『L』

TGSW『H』

TGSW『H』

TGSW『L』

TCSW『ON』：７セグメント LED に表示

TCSW『ON』：７セグメント LED に表示されている 10 進数を 16 進数に変換して表されている 10 進数を 16 進数に変換して表示。圧電スピーカが高音で鳴る。

示。圧電スピーカが高音で鳴る。

TGSW『H』：７セグメント LED に表示さTGSW『H』：７セグメント LED に表示されている10進数を16 進数に変換して表示。

れている10進数を16 進数に変換して表示。

圧電スピーカが低音で鳴る。

圧電スピーカが低音で鳴る。

- 11 -