高校生ものづくりコンテスト関東地区予選会(神奈川)資 料
資料

電子回路組立部門

平成 28 年 8 月 23 日

１ システム構成『制御用コンピュータ(4)』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(3)』を作成し，コンピュータ制御システムを完成させる。
制御用コンピュータ(4)(開発環境)
制御プログラム(3)(言語は自由)設計製作回路(1)(競技時間内に設計･製作)

接続ケーブル ２

接続ケーブル １
接続ケーブル ３
電 源

制御対象回路(2)(大会当日配布)

２ 設計・製作する回路
次の条件を満たす入力回路を設計・製作しなさい。
(1) 下図に示した赤タクトスイッチ(T S R)，トグルスイッチ(T S W) ，黒タクトスイッチ(T S B)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

赤タクトスイッチ
TSR③

トグルスイッチ
TSW④

黒タクトスイッチ
TSB⑤(2) 支給された方眼紙(Ａ４)に入力回路図を書く。
(3) 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。
(4)トグルスイッチは，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。

部品面(5) 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。
ハンダ面

５ Ｖ

３ 作成するプログラム(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” 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“２８”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

矢印方向から見て反時計回り

時計回り

ＤＣモータ

(3) 圧電スピーカの出力については、はっきりとその高音・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。

ピーッ！

ビ～～ッ！

（高い音）

（低い音）

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 TSB およびタクトスイッチ TSR は『OFF』(2) トグルスイッチ TSW は『L』側(3) 各モータは停止(4) 圧電スピーカは停止、音を出していない(5) 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 TSR（赤）と TSB（黒）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 TSW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側に倒すことです。

３ その他の状態
ｱ） 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。

ｲ）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”と表示を保つ等。
ｳ）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。

ｴ）各モータが回転中とは，スム-ズに指示された方向に回転し続けること。
ｵ）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。
ｶ）その他 各課題に具体的に指示します。

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。

第１２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 神奈川大会

課

題

１．課題は 課 題 １ から 課 題 ９ まであります。
２．指示があるまで，この表紙表紙を開かないでください。
表紙

期 日 平成 28 年 8 月 23 日（火）場 所 岩崎学園 情報科学専門学校
学校名番 号

氏 名

課題１(1) プログラムを実行したとき，次の図の様に７セグメントＬＥＤが動作し続ける。

状態

プログラムを実行した時

1 秒後

1 秒後

右の７セグメントＬＥＤ

プログラムを実行した時に戻り、繰り返し動作し続ける。

左の７セグメントＬＥＤ

課題２(1) 圧電スピーカが次の様に音が鳴る。
(ｱ) 約２秒間、音が鳴る。
(ｲ) 約２秒間、停止。
(ｳ) 上記(ｱ)(ｲ)を繰り返す。

課題３(1) トグルスイッチ TSW を『H』にすると、ＤＣモータが回転する。
(ｱ) ＤＣモータの回転方向は問わない。
(2) ＤＣモータが回転中にトグルスイッチ TSW を『L』にするとＤＣモータが停止する。
(3) (1)(2)は繰り返し実行できる。

TSW『H』
ＤＣモータ停止

ＤＣモータ回転TSW『L』

課題４(1) タクトスイッチ TSR が『ON』すると、左の７セグメントＬＥＤに“9”を表示する。

(2) タクトスイッチ TSR 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)
(ｲ)
(ｳ)
(ｴ)
(ｵ)

(1)の“9”を表示した直後はタクトスイッチ TSR を『OFF』しても減少しない。
表示変化のタイミングは、タクトスイッチ TSR を『OFF』した時とする。
表示は“0”で停止し、そのまま表示を維持する。
表示されている数値が 4 の倍数の時、ステッピングモータが回転し続ける。
ステッピングモータの回転方向は問わない。

初期状態

TSR『ON』

左の 7 セグメントＬＥＤ“9”を表示TSR『ON』
・『OFF』TSR『ON』
・『OFF』
左の 7 セグメントＬＥＤ

表示が“1”ずつ減少

表示が 4 の倍数

ステッピングモータ回転

表示が“0”

7 セグメントＬＥＤ表示維持課題５(1) プログラムを実行したとき，右の７セグメントＬＥＤに“0”を表示する。
(2) タクトスイッチ TSB を『ON』している間、約１秒間隔でカウントアップし、TSB を『OFF』
すると、カウントは直前の状態で停止する。
(ｱ) カウントアップは“0”～“3”とし、“3”の後は“0”に戻り、繰り返す。
(ｲ) 『OFF』した瞬間の数値で停止する。
(ｳ) TSB を『ON』している間、他の入力を受け付けない。
(ｴ) 上記の動作は繰り返し実行する事が出来る。
(3) トグルスイッチ TSW を『H』にすると、左の７セグメントＬＥＤに右の７セグメントＬＥ
Ｄに表示された数値に対応した表示を行い、右の７セグメントＬＥＤは消灯する。
対応表
右の７セグメントの表示“0”

左の７セグメントの表示

消灯

“1”

“2”

“3”

(ｱ) トグルスイッチ TSW が『H』の時、他の入力は受け付けない。
(4) トグルスイッチ TSW『L』にすると、左の７セグメントＬＥＤは消灯し、(2)の状態に戻る。

プログラム実行後
右の 7 セグメントＬＥＤ表示維持

初期状態“0”表示
TSW『H』TSB『ON』
TSB『OFF』

右の 7 セグメントＬＥＤ“0”～“3”を繰り返す。

TSW『L』
右の７セグメント LED 消灯
左の７セグメント LED に対応表で指示された表示を行う。

課題６(1) プログラムを実行した時、７セグメントＬＥＤに“5 5”と表示する。
(2) タクトスイッチ TSR を『ON』
・『OFF』する毎に、右の７セグメントＬＥＤがカウントアップする。タクトスイッチ TSB を『ON』
・『OFF』する毎に、左の７セグメントＬＥＤがカウントアップする。
(ｱ)表示変化のタイミングは TSR と TSB 共に『OFF』した時とする。
(ｲ)カウントアップは左右どちらの表示も“5”～“9”とし、“9”の後は“5”に戻る。
(3) タクトスイッチ TSR とタクトスイッチ TSB を『ON』した時、７セグメント LED には、左右の表示数値の和を表示し、圧電スピーカに、次の様に出力する。
(ｱ) 和が偶数ならば、低い音で鳴る。
(ｲ) 和が奇数ならば、高い音で鳴る。
(ｳ) TSR もしくは TSB が『OFF』になると圧電スピーカは停止し、７セグメント LED は直前の状態に戻る。
(ｴ) この時の 『OFF』では、カウントの変化は起こらない。
(4) 上記の動作は，繰り返し実行できる。

プログラム実行後
7 セグメントＬＥＤ表示維持

初期状態は“5 5”TSB『ON』
・『OFF』TSR『ON』
・『OFF』

右の 7 セグメントＬＥＤ表示

左の 7 セグメントＬＥＤ表示

カウントアップ

カウントアップ

TSR『ON』
かつ
TSB『ON』

TSR『OFF』
またはTSB『OFF』

左右の 7 セグメントＬＥＤの数値の和を表示
圧電ブザー出力課題７課題(1) プログラム実行後、プログラム実行後、７セグメントＬＥＤ
７セグメントＬＥＤ
７セグメントＬＥＤが下図の様に下図の様に約 1 秒間隔で点灯し続ける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状態 1に戻る

(2) タクトスイッチ TSR を『ONON』
・『OFF』』すると、７セグメントＬＥＤの変化が、７セグメントＬＥＤの変化が次の様に点灯し続ける。
次の様に点灯し続ける。またまた(1)より、より、暗く表示する。
暗く表示する。
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 4状態 1に戻る

(ｱ) この変化は、
この変化は、(1)の表示されている状態から表示されている状態から表示されている状態から、、(2)の変化に移るの変化に移る。
(ｲ) 表示変化のタイミングはタクトスイッチ
表示変化のタイミングはタクトスイッチ TSR を『OFFOFF』した時とする。
した時とする。
(ｳ) (2)(2)の変化の時に再度の変化の時に再度タクトスイッチ
タクトスイッチ TSR を『ON』
・『OFFOFF』するとすると(1)の変化の変化に戻る。
(ｴ) この動作は繰り返し実行出来る。
例 (1)の状態の状態 2 でタクトスイッチ
タクトスイッチ TSR を『『ON』
・『OFFOFF』すると(2)(2)の状態 4 から変化が始まる。
(3)(3 トグルスイッチ TSW
TS を『H』にするとすると、ＤＣモータが回転するモータが回転する。
モータが回転する
トグルスイッチ TSW
TS を『L』』にすると、すると、ＤＣモータが停止する。
モータが停止する。
(ｱ) ７セグメントＬＥＤの表示は(1)(2)
７セグメントＬＥＤの表示は (2)の動作をし続ける。の動作をし続ける。
(ｲ) ＤＣ
ＤＣモータの回転方向は次の通りとする。
モータの回転方向は次の通りとする。
(ｲ) ７セグメントＬＥＤの変化が(1)の７セグメントＬＥＤの変化が の時は時計回り回りに回転し、逆の時は反時計に回転し、逆の時は反時計に回転し、逆の時は反時計回り回りに回転する。
(44) 上記の動作は，繰り返し実行出来る。
上記の動作は，繰り返し実行7 セグメントＬＥＤが7 セグメントＬＥＤが暗く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。
TSR『ON』
・『OFF』TSW『H』TSW『H』

ＤＣモータ

ＤＣモータ

ＤＣモータ

時計回り回転停止

反時計回り回転TSW『L』TSW『L』

課題８(1) プログラム実行後、７セグメントＬＥＤに “- -”と表示する。
(2) タクトスイッチ TSR を『ON』している間，次の様に 7 セグメントＬＥＤが約 1 秒毎に表示する。
（元に戻り、以降繰り返す。
）(ｱ) “- -”→“L -”→“- L”→“- -”(ｲ) タクトスイッチ TSR を『OFF』にすると表示された状態を維持し停止する。
(3) トグルスイッチ TSW の操作により、いつでも７セグメント LED の表示が変化する。
(ｱ) トグルスイッチ TSW を『H』にすると“L”表示が“H”に表示が変わり、モータ回転中なら(4)の様に速度も変化する。
(ｲ) トグルスイッチ TSW を『L』にすると“H”表示が“L”に表示が変わり、モータ回転中なら(4)の様に速度も変化する。
(4) タクトスイッチ TSB を『ON』すると、表示された状態に応じて各モータが次のように変化する。
(ｱ)
(ｲ)
(ｳ)
(ｴ)

左の７セグメントＬＥＤが“L”のとき、ＤＣモータが反時計回りに回転する。
左の７セグメントＬＥＤが“H”のとき、ＤＣモータが反時計回りに速く回転する。
右の７セグメントＬＥＤが“L”のとき、ステッピングモータが時計回りに回転する。
右の７セグメントＬＥＤが“H”のとき、ステッピングモータが時計回りに速く回転する。
(ｵ) 左の７セグメントＬＥＤが“-”のとき、ＤＣモータが停止する。
(ｶ) 右の７セグメントＬＥＤが“-”のとき、ステッピングモータが停止する。

７セグメントＬＥＤ 表示維持
初期状態は“- -”TSR『OFF』
TSW『H』“L”→“H”
TSR『ON』

TSW『L』“H”→“L”

７セグメントＬＥＤの表示に合わせ

TSR『ON』している間表示が変化

TSB『ON』

TSB『ON』

モータ回転課題９
(1) トグルスイッチ TSW を『H』・『L』にすると、７セグメントＬＥＤが“- 1”と表示する。
(2) タクトスイッチ TSB を『ON』
・『OFF』すると、数値が表示されている箇所が＋1 ずつ変化する。
(ｱ) 数値は“1”～“4”を繰り返し、“4”の後は“1”に戻る。
・『OFF』すると、数値が表示されている箇所が－1 ずつ変化
(3) タクトスイッチ TSR を『ON』する。
(ｱ) 数値は“4”～“1”を繰り返し、“1”の後は“4”に戻る。
(4) トグルスイッチ TSW を『H』・『L』にする毎に、７セグメントＬＥＤの上位と下位の表示が入れ替わる。
※(1)～(4)において(ｱ) 表示変化のタイミングはトグルスイッチ TSW を『L』した時とする。
(ｲ) 表示変化のタイミングはタクトスイッチ TSB を『OFF』した時とする。
(ｳ) 表示変化のタイミングはタクトスイッチ TSR を『OFF』した時とする。
(5) タクトスイッチ TSB とタクトスイッチ TSR が『ON』すると、表示された状態に応じてモータが時計回りに回転し、初期状態に戻る。
(ｱ)
(ｲ)
(ｳ)
(ｴ)
(ｵ)

左の７セグメントＬＥＤが数値表示の時は、ステッピングモータが回転する。
右の７セグメントＬＥＤが数値表示の時は、ＤＣモータが回転する。
ステッピングモータは 180°毎に数値が 1 ずつ減少し、“0”になると停止する。
ＤＣモータは 2 秒毎に数値が 1 ずつ減少し、“0”になると停止する。
“0”表示は約 2 秒間維持する。

(6) ７セグメントＬＥＤが点灯している状態で、入力信号が約 3 秒間無いとき、“-”が表示された側の７セグメントＬＥＤが次の様に表示が変わる。表示は約 1 秒毎に変化し、変化すると共に圧電スピーカが約 0．5 秒間、音が鳴るのを繰り返す。
(ｱ) 何かしらの入力信号が入った時は、すぐに直前の状態戻る。
(ｲ) 数値が表示された側の７セグメントＬＥＤは表示を維持する。
(ｳ) 各スイッチの状態が初期状態の時のみ、(6)の動作を行う。
00100 00200 00300 00400

5
元に戻る

初期状態

TSW『H』・『L』

TSB『ON』
・『OFF』

７セグメントＬＥＤ
表示維持
初期状態は“- 1”

TSR『ON』
・『OFF』

数値表示 －1 ずつ変化
4～1 の繰り返し

数値表示 +1 ずつ変化
1～4 の繰り返し

3 秒間信号無し
TSW『H』
・『L』

７セグメントＬＥＤ 表示
上位と下位入替

７セグメントＬＥＤ
指示された様に表示
圧電スピーカ鳴る。
入力信号変化