論文番号2012 －全体－３

平成２４年度全国情報技術教育研究会
第４１回全国大会（新潟大会）

Project MAKE

～ものづくり復活への取り組み～

期
場

日
所

平成 24 年 8 月 9 日（木）～１０日（金）長岡市 シティホールプラザ「アオーレ長岡」
和歌山県立和歌山工業高等学校
創造技術科
嶋田 光宏

●和歌山県のものづくりの流れ
EV Enjoy Trial
和歌山県の工業部会では平成 10 年より、南紀白浜空
港の旧滑走路などを利用して、EV Enjoy Trial という EV（電気自動車）で規定のバッテリ容量での走行距離を競う大会を開催してきました。大会の主旨は、工業高校の生徒が興味関心を持ってものづくりに取り組めるようにしたいということで、若者にとっては車やバイクなど常に興味の的であり、多くの高校生が参加してくれるのではないかという期待も込められていました。
第 1 回目は高校生だけの 14 チームの参加でスタート
しましたが、2 回目からはオープンクラスを設けて、大学や一般の方々のチームも参加するようになりました。
平成 13 年の第 6 回大会よりワールド エコノムーブ グ
ランプリというシリーズに組み入れられることにより、参加台数は一気に増え最終的には日本全国より 52 チームが参加する大規模な大会となりました。全日本を争う
トップチームも参加するようになり、大会のレベルも非
常に高くなりました。しかしながら競技のレベルが高くなるにつれ、高校生チームにとっては実習や課題研究な
どの授業の取り組みではまったく歯が立たなくなり、ス
クールクラスで上位の成績を占めるのは、クラブ活動で毎日取り組んでいるようなチームばかりとなり、指導する先生にも非常にハイレベルな技術力が要求されるようになりました。また、競技中のスピードもだんだんと速
くなり、中には 80km/h を超えるような競技車まで出現してきました。もともとレースなどの経験のない素人集団が運営にあたっていましたので、安全管理においてこれ以上この大会を維持していくのは難しくなり、惜しまれながらも平成 17 年の第 9 回をもって終了しました。

高校生ロボット競技会
EV Enjoy Trial 終了を受け、EV にかわって工業高校
生がものづくりに取り組める競技会を模索し始めました。EV は先に述べたように、大変な盛り上がりを見せイベントとしては大成功を収めたわけですが、次のような反省点もあったと思います。
・人が乗って走れる自動車を製作しなければならない
ので、主に機械系の学科の占める割合が多く、他の科では機械加工の経験のある先生がいないと参加するのが難しかった。
・大掛かりな工作機械が必要なこともあるので、参加できる学科が限定される。
・車体の製作及び運搬等に多額の費用がかかる。（上位チームはモータだけでも 1 つ 10 万円以上もするものを使っているところも珍しくなかった）・広くて平坦な練習場所を確保するのが難しかった。
（成績は車体の性能だけでなくドライバの技量に負うところも多かった）
以上の点を踏まえて、今後は「高校生ロボット競技会」を開催することになりました。このロボコンは、工業高校生ならどのような学科でも気軽に参加できるように簡単なルールとし、製作費用を抑え、高度な加工技術がな
くてもアイデア次第で優勝を狙えるようにとのコンセプ
トでルール作りが進められました。
第 1 回目の競技会は平成 19 年の 12 月に田辺市の和歌山県立情報交流センター Big・U 多目的ホールで開催されました。当時の資料が残っていませんので定かではありませんが、10 台程度のロボットで対戦が行われたと記憶しています。ルールを易しくしてできるだけ多くの学校・学科に参加を呼びかけましたが、宣伝不足のた
めか機械・電気科系の学科の参加が多かったと思います。
ただ参加いただいた方々からの反応はおおむね良好で、今後もこの方向で競技会を続けて行き、今後はより多くの学校・学科に参加していただけるように努力しようということで進めていくことになりました。

きのくに学生ロボットコンテスト
ところが同年の高専ロボコンで和歌山工業高等専門学校（和高専）が準優勝をしたことから、地元の御坊市では街ぐるみで来年度の高専のロボコンを応援し、またロ
EV Enjoy Trial （平成１５年）

ボットで地域の活性化を図ろうという動きが生まれました。そして翌年から「きのくにロボットフェスティバル」という催しが御坊市立体育館で行われることとなりました。この催しの中心は高専のロボットの展示及びデモン

ストレーションですがそれだけでは催しとして成り立たかと模索していました。ひとつの案として、自立型のロ

ないので大学ロボコンのデモンストレーションや企業

ボットを導入してはどうかと提案をしましたが、今までロボットの展示・実演、（第 1 回目は HONDA の ASIMO

参加・指導してきた先生方の中（特に機械系の先生）にも来場しました。
）他には小中学生がロボコンに気軽にはマイコンを使ったことのない方が多く、難色を示され参加できるようなイベントとして「きのくに学生ロボッました。私自身も無理矢理に自立ロボットを導入して成トコンテスト」という競技会が行われることとなりまし功する自信はなかったのですが、後述する Arduino とた。イベントの事務局からは県教育委員会を通して工業

出会い、これなら比較的簡単に誰でも自立型のロボット部会に、この学生ロボコンの運営に協力してほしいとのを製作できるのではないかと思えるようになりました。

依頼があり、それに加えて「高校生ロボット競技会」もそこで平成 23 年より自立型のロボットで対戦すること

学生ロボコンに高校生の部として組み込まれることになを目指し、このことを一昨年度のロボコン実行委員会でりました。小中学生の部は県内を 6 つのブロックに分け、提案しましたが、やはりマイコンと聞くと拒絶反応をす

それを各地域の工業高校が担当し、組立講習会や地区予る方も多く、実現には至りませんでした。そこで、平成選等を行いました。小中高でそれぞれルールは違います

23 年の夏休み中にロボコンに参加予定チームの指導をが、特に小中学生のロボコンでは、だれでも簡単に取りされている先生及び希望される方を対象に Arduino 講

組めるようにタミヤのキットをベースに少しの改造で参習会を開き、その結果次第で平成 24 年に自立型ロボッ

加できるようなルールとしました。

トを導入するという案に落ち着きました。結果としては、多くの先生方に Arduino が容易に利用できることを理解いただき、平成 24 年のロボコンで採用されることとなりました。この講習会が後に ProjectMAKE へとつな
がっていきます。

きのくに学生ロボットコンテスト【小学生の部】「きのくにロボットフェスティバル」は今年も行われる予定であり、今回で 6 回目となります。高校生の部
は毎年 20 台前後の参加があり、電気・機械系だけでな
く、建築科、情報システム科、工業技術科、総合学科（工きのくに学生ロボットコンテスト【中学生の部】

業コース）など様々な学科からも参加していただけるよ
うになりました。また時には普通科高校からの参加もありました。小中学生のロボコンも年々盛況となり参加希望者も増え、県外からの参加者も受け付けるようになりました。それにつれて競技内容もレベルアップし、かな
り真剣に取り組まないと地区予選を勝ち抜き、本選へ出場することができなくなってきました。なにより私たちが問題としたことは、中学生のレベルアップがめざまし
く、競技の内容、ロボットの出来において、いずれ高校
ロボコンが中学ロボコンに逆転されるのではないかという焦りが生じてきたことです。とはいえ、高校生の競技内容をレベルアップすれば参加台数が減少するのは目に見えており、
当初のコンセプトからも外れてしまいます。
中学生と高校生の差別化をするために何か良い案はない

きのくに学生ロボットコンテスト【高校生の部】

●本校での取り組み

は大変難しいのではないでしょうか。では、生きたもの

和歌山工業高校の紹介

あるといえます。課題研究では実習期間が通年であり、づくりを学ぶ機会はないかというと、活路は課題研究にまず先に和歌山工業高校（和工）の紹介を簡単にさせ余裕を持ってものづくりに取り組めるので「生きたもていただきます。和工は大正 3 年に設立された和歌山の」を生み出せる可能性は十分にあると思うのです。担

工業学校および昭和 14 年に設立された西浜工業学校を当の先生方は毎年、生徒とアイデアを出し合い、いろい

ルーツとし、平成 26 年度には創立 100 周年を迎える

ろなものづくりに取り組んでいることでしょうが、指導

歴史と伝統のある学校です。最盛期には 9 学科、全 45

においては教材研究や準備も大変で、ハイレベルの知識クラスを抱える大規模校でした。平成 19 年に学科改編や技術が必要な場合もあるかもしれません。若い（およを行いやや規模を縮小しました。現在は建築科 (2)、機そ 20 才代 ~30 才代）先生方は自分から進んで担当した

械科 (2)、電気科 (2)、土木科 (1)、創造技術科 (1)、化学がらない人も多いと聞きます。その理由は、技術科 (1)、産業デザイン科 (1) の 7 学科、全 30 クラスの構成となり、また以前は独立していた和歌山第二工
業高校も定時制として合併されています。

・何を作ったらいいのかわからない。自分が作りたいと思うものがない。
・担任業務・校務・放課後のクラブ指導などが忙しく、準備や教材研究に取り組む時間がない。

和工のものづくり
ものづくりの重要性が見直され、ものづくりという言
葉がさかんに叫ばれるようになって久しいですが、和工での実情はどうでしょうか。たとえば機械科の先生に尋ねてみると、機械科ではものづくりに関する実習は、旋盤・溶接・鍛造などを行っているそうです。電気科は計測や制御の実習が中心で製作実習というのは現在は行っておらず、強いてあげれば電気工事の単位作業くらいだそうです。私が所属している創造技術科は、特にものづくりに力をいれた実習をしています。内容は機械系では
旋盤・溶接・手仕上げ加工など、電気系では電子回路組
立・マイコンカー製作などです。
ところで、これらの実習で製作されたものたちは完成

・工具や部品が無い、又は足りない。購入すると費用が多くかかるし、どこでどうやって買えばいいかわ
からないものもある。
・自分自身、今までものづくりの経験があまりない。
・ものづくり自体あまり興味がない。
などが挙げられますが、特に最後の 2 つの理由は深刻な問題で、ここを何とかしないと生きたものづくりが工業高校から消えていくのではないかと心配になってきました。同様の考えをお持ちの、先輩の教諭ともこのことについては何度か話をし、何かいい方法はないかと常々考えていました。

ProjectMAKE へした後どうなるかというと、ほとんど利用されずに廃棄先に述べた高校ロボコンの講習会を開くにあたって、物となってしまいます。
いわば製作が完了したとたん「死試行として本校の若い先生の中でも比較的ものづくりにんだもの」となってしまうわけです。では反対に「生き興味のありそうな先生に声をかけ、講習会を開いてみるたもの」とは何かというと例えば、生徒たちが持って帰っことにしました。結果は非常に好評で、1 回だけで終わて愛着を持って使用できるものであったり、社会等のる予定が、その後も Arduino 研究会のような形で時々様々な場面で有効に利用してもらえるものであると私は皆で集まり、お互い刺激しあって技術を高めていくこと考えます。もちろん死んだ「もの」しか生み出せない実ができました。これに気をよくし、もっと多くの先生に習も、ものづくりの基礎を学ぶ上で絶対必要な実習であ参加していただき本格的に校内で勉強会を開いてはどう

り決して無駄なことではありません。しかしながら、生かという意見も浮上してきました。しかし、勉強会とい徒が基礎的なものづくりだけを学び、生きたものづくり

うと敷居が高くなり、敬遠されるかもしれませんので、を学ばないで卒業していくのは大変残念なことだと思い「とにかく何か作って、楽しみましょう !」というようなます。

会にしてみたらという意見も出、どうせなら工業の先生だけでなく普通科の先生や他の職員の方も巻き込んで学

課題研究での取り組み
決められたローテーションの中、限られた時間数で行われる一般の実習では生きたものづくりを学ばせること

校全体で楽しくやりましょうということになりました。
管理職にも相談したところ賛同いただきました。このときに ProjectMAKE がスタートしました。

ました。

● ProjectMAKE 開始
予備調査
ProjectMAKE のコンセプトは「ものづくりを楽しむ」ですが、実際どのような物を作れば皆に楽しんでもらえるか、また何人ぐらいが参加してもらえるのか見当がつつかなかったので、アンケートをとってみることにしました。ただし、この時点で主要なメンバーはメカト
ロニクス系が得意な者ばかりだったので、とりあえず
Arduino を使って何か作ることを前提としました。
和工のほぼ全職員に当たる 120 名以上の方にリーフレットを配布したところ、興味を持ち、参加したいと回答していただけたのは、事前の勉強会に参加した者を除
いて、13 名の方でした。アンケートの結果は右の表のようになりました。
結果としては、表の * がついているのが、もともとこのプロジェクトの対象としていた若手の工業の先生で、3 名しか興味を示していただけなかったことは非常に断念に思いました。ところが数学や英語など、工業以外の先生が多数興味を持っていただけたことは予想外でした。金額というのは、この程度なら自己負担してもよいという額です。内容的には動くものの制御がしたいという希望が多く、また、女性の方は LED を使ってクリス
マスなどのイルミネーションを作りたいとの希望があり

Project Makeに参加しませんか？

ここ数年、日本の工業力の低下が叫ばれています。日本が得意としてきた「ものづくり」も近隣諸国に次々と追い抜かれている状態です。われわれ工業教育に携わる・・・というようなカタイ
話は抜きにして、なにか作ることを楽しんでみませんか？せっかくものづくりの条件が整った工業高校に勤務しているのに、このチャンスを逃す手はありません。作るものは別に何でもいいのですが、最近注目されているモノがあります。 Arduino (アルデュイーノ) イタリア生まれのこの小さなコンピュータは極わずかの電気の知識と少しのプログラミングの努力で、私たちに「ものづくり」の無限の可能性をもたらしてくれます。

Arduino で何ができるか
Arduino にかぎらずコンピュータには入力と出力が必ずあります。パソコンなら入力はキーボードやマウス、出力はディスプレイやプリンタなどです。このような機器はかなり高度な知識がないとコンピュータで制御できません。しかし Arduino で使用する入力はスイッチや単純なセンサです。出力もＬＥＤやスピーカーなどで、これらはただつなぐだけで接続が完了します。（中学生程度の電気の知識は必要）また、制御も大部
分はライブラリというあらかじめ用意されたプログラムが行ってくれるので、ただコマンドを送るだけで済みます。少し努力すればモーターやサーボなどを接続して自由自在に動かしたり、小さなディスプレイに文字や簡単な絵を表示したりすることもできます。結局、何ができるかはあなたのアイデアしだいです。パズルのよ
うにこれらを組み合わせて作品を作ってください。もともと Arduino は技術者ではなくアーティストのために開発されました。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

職
名
建築科 教諭建築科 教諭産業デザイン科 教諭
図書館 司書数学科 教諭電気科 教諭英語科 教諭英語科 教諭数学科 教諭電気科 教諭電気科 教諭機械科 教諭機械科 教諭

性別
男性
男性
男性
女性
女性
男性
男性
男性
男性
男性
男性
男性
男性

金額
5,000
3,000
5,000
800
1,000
0
∞
3,000
5,000
5,000
1,500
3,000

*

*

*

なにをつくるか ?
アンケートの結果を受け、何をつくるかを検討しました。やはり大多数の方がロボットのような動くものを作りたいと思われているようなので、先の勉強会でも作成した 6 足歩行ロボットを作ることしました。このロボットのオリジナルは、偶然に YouTube で見つけたもので、まるで生きているかのようなコミカルな動きで、一目見ただけで魅了されてしまいました。ベースとなる 6 足歩行ロボットはきのくに学生ロボットコンテストの小学生の部で使われているものと同じで、試作品として組み立てたものがいくつか余っていたのでこれを利用しまし勉強会
実際のところ私たち自身も Arduino は興味を持ち始めたところで、可能可能性については未知の部分が多いです。今回試行ということで有志を募って勉て勉強会を開きました。 Arduino で６足歩行ロボットを制御しようという試みでみです。ここでは２つのモーター、サーボ、距離センサ、ＬＥＤをコントロールします。今す。今回は比較的専門分野が近い方々が集まったので多少高度な内容です。
容です。
第１回目（２月２２日）
パソコンに Arduino を接続し IDE （パソコンから Arduino をコン
トロールするための環境）をインストール。
ＬＥＤをつないで点滅させる。
光センサをつないでその反応を読み取る。
ＬＥＤと光センサの組み合わせ。（以上約１５０分）
第２回目（３月２日）
モーター制御用基板の組立。はんだ付けをする作業。ロボッ
ロボッ
トは各自事前に組立済み。
ロボットと Arduino と制御基板の合体。
プログラムを走らせて各部の動作チェック。（以上約２４０分）
０分）
第３回目（３月３日）
本格的なロボットの制御（約１２０分）※参加者 池端、岡本邦、小阪、嶋田、高垣、武本、田中、中西敏、中前

今後の展開
来年度、定期試験の午後など比較的空いた時間を中心に数回講習会を開いて行く計画です。具体的な内容はまだ決まっていません。参加される皆さんがどのようなことをしたいかによって決めていきたいと思います。今後の展開を考えていくにあたって、このプロジェクトに少しでも興味をもたれたかたはこのアンケートをお願いします。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
氏名（

アンケート

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－）

ロボットや動くものの制御がしたい。（はい
ＬＥＤの電飾などの制御がしたい。（はい

・
・

いいえ）
いいえ）

光や温度センサの使い方を習得したい。（はい

・

いいえ）

その他（具体的にプログラミングの知識を習得したい。（はい

）
・

いいえ）

はんだ付けや簡単な工作をやってみたい。（はい
少しくらい自費負担があってもよい。（はい・いいえ）
円くらいまでなら・いいえ）

今回は Arduino 中心で行いますが、今後の展開のため参考までに Project Make でこんなことをやってほしいという希望やアイデアがあればお書きください。○○科ならこんなことができるという提案も大歓迎です。

内容についての質問等は、上記勉強会の参加者にお聞きください。
アンケートの回収は２階職員室の嶋田のレターケースまで。

ProjectMAKE 紹介及びアンケートのリーフレット

た。YouTube の動画だけでは詳細はわからなかったのですが、ちょうど Arduino に取り組み始めたばかりのころで、トレーニングには丁度よいだろうと思い、ハード、ソフトウェアともにオリジナルのものを我々で開発しました。2 個のモータを独立して制御することにより、前進・後進・旋回等が行えます。また、距離センサを持
ち障害物を検知することができます。さらに距離センサ
はサーボモータで左右に首を振ることができ、前方だけ
でなく左右の状況も判断することができます。

Project Make

参加者募集!!

昨年度末にアンケートにご協力いただいた Project Make ですが、こちらの予想を上回る多くの方々にご賛同いただき、今年度より本格的に始動することとなりました。心待ちにしていただいている方もおられるようなので、できるだけ早く始めたいところなのですが、１学期の中間考査中は工業部会や育友会の総会などと重なるため、第一回は１学期期末考査中とします。
以下の要綱をよくお読みになり、参加を希望される方は説明会を行いますのでご参加ください。(５月
１８日１４：００～ 中会議室（予定））
なお、講習会参加に当たってはノートパソコンとＵＳＢケーブルが必要になります。
詳しくは、電気科高垣、創造技術科中西・嶋田、産業デザイン科武本まで。

Project 001
まずは Arduino 入門編です。最初にノートパソコンと Arduino を接続し、パソコンで Arduino をコントロールする環境を整えなければなりません。
１日目は ＬＥＤ を制御します。最初は単に点けたり消したりするだけですが、プログラムしだいでは複数の LED を様々なパターンで思いどおりに光らせることができます。次にスイッチや光センサを組み合わせ、それらと連動して LED を制御していきたいと思います。
２日目は少し高度な内容となり、８×８のドットマトリクス ＬＥＤ を使って好きな文字や記号を表示します。プログラムは結構高度になりますが、完璧に理解できなくてもポイントを押さえれば自分で好きな文字や記号を表示することができると思います。
開催予定日は７月4日と5日の２日間です。もう十分という方はここでやめても結構です。より深く
Arduino を理解したい。動くものの制御をしたいという方は Project 002 へGO!

Project 002
第2弾は動きのあるものを制御してみましょう。制御の対象は六本足の昆虫ロボットです。これとサーボモーター、距離センサを組合せユーモラスに動くものを作りたいと思います。プログラム次第ではまるで生きているように動かすこともできます。この回では、ロボットの組立と制御基板のはんだ付けの作業も行います。
開催予定日は2学期中間考査中の10月18日と19日です。Project 002 は 001 に参加し、ある程度
Arduino をマスターしている人を対象とします。

Project 00x

６足歩行ロボット

今年度の計画では、講習会は上記の2つの内容ですが、皆さんの希望があれば他にもものづくりの講習会を開いていきたいと思っています。今のところ、 Arduino を使ったプログラマブルなデジタル時計や、
クリスマスイルミネーション、ＵＳＢヘッドホンアンプ（Arduino とは無関係ですが）などを考えていますが、完成すれば世界でひとつだけの自分のオリジナルを手に入れることができると思います。
Project Make では皆さんに少しでもものづくりの楽しさを味わってもらいたいと思います。

ただし ProjectMAKE で、いきなりこのロボットを制御するのは難しすぎるかもしれないと思い、最初は 8× 8 のドットマトリクス LED シールドを製作し、それの制御を行うことで、Arduino と C 言語に慣れてもらう
こととしました。

講習会をいつおこなうか ?
アンケートをとったのは 2 月ごろで、参加希望者の中にはすぐにでも講習会を開いてほしいという熱心な方もおられましたが、準備の都合もあり、新年度から始めることにしました。具体的な日程は、できるだけ多くの方が参加しやすいように検討した結果、定期考査中の午後に行うことにしました。しかし、この時期は職員会議等が頻繁に行われ、急に講習会の日程を変更せざるをえないこともありました。

参加者の募集
年度が替わり、人事異動のため、参加を楽しみにしていたにもかかわらず転出された先生もおられます。また新たに転入された方の中にも関心を持っていただけそう
な方もおられました。そこで 4 月中にもう一度全職員に案内を配布し、正式に参加者を募集しました。
メンバーは前回のアンケートと比べて多少入れ替わりました。相変わらず若手の先生が少ないですが、参加

参加者募集のリーフレットを希望しなかった先生に理由を聞いてみると、クラブ指導が忙しく、参加したいのだが無理だという方も何人かいました。また以前に実施した Arduino 勉強会に参加してもらった若手の先生 3 名が補助員として手伝ってくれましたので、ProjectMAKE 全体としては若手の先生の参加は 6 名となります。
実際に参加いただけた方は次の表の 12 名です。
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

職 名
電気科 教諭教頭
建築科 教諭産業デザイン科 教諭
図書館 司書数学科 教諭電気科 教諭機械科 実習助手
英語科 教諭産業デザイン科 教諭
事務長
電気科 教諭

性別
男性
男性
男性
男性
女性
男性
男性
男性
男性
男性
男性
男性

*

*

*

費用については、利用できる部品はできるだけ利用し、足りないものは購入して、その分は参加者負担という形
で、できるだけ安く済むように配慮しました。

ことで、C 言語のプログラミングとなります。これにつ●講習会の内容

いても、普通教科の先生の中にはプログラミングが初め第一回目でしたが、皆さん興味を持って参加してくれた方ばかりてという方もおられるので、ついてきてもらえるか心配

第一回目は平成 23 年の 7 月に 2 日間行われました。
両日ともに一学期期末考査の午後、授業のない時間帯に行われました。内容は当初の予定通り、8 × 8 ドットマなので、大変飲み込みがよく、こちらが心配したようなことは特にありませんでした。
最初は 1 つの LED を点灯するところから初め、ダイ

トリクス LED シールドの製作および制御です。
一日目は製作で、まず最初に Arduino の概要を説明し、８×８マトリクスＬＥＤシールドの制御
row 0
row 1
row 2
row 3
row 4
row 5
row 6
row 7

８×８ドットマトリクスＬＥＤは、６４個のＬＥＤが内部で図のように配線されています。

row 0
row 1
row 2
row 3
row 4
row 5
row 6
row 7

次に左図のように複数の row を＋にすると好きなパターンで
縦一列のＬＥＤを点灯させることができます。縦２列以上を同時に点灯することもできますが、そのときは縦の列はすべて同じパターンとなってしまいます。つまり、６４個のＬＥＤすべてを同時にバ
ラバラにコントロールすることはできません。

ここで、row 2 を＋の電源(HIGH)、col 3 を－の電源(LOW)につなぐと赤い丸印のＬＥＤだけが光ります。
※ ただし、Arduino に接続した場合、各端子は必ず＋か－につながっていることになるので、row は 2 以外は－、 col は 3 以外
は＋につながなければなりません。

col 7
col 6
col 5
col 4
col 3
col 2
col 1
col 0
col 7
col 6
col 5
col 4
col 3
col 2
col 1
col 0

もしこのＬＥＤに自由自在に文字や絵を表示させたいのなら、まず最初に一番端の縦一列を表示し、しばらくたったらその列を消して隣の列を表示します。そしてまた次の隣の列を表示する...
これを高速で繰り返せば人の目にはすべての縦の列が同時に点灯しているように見えます。実際街中にある看板やディスプレイも同じ方法でコントロールされています。この方式をダイナミック点灯といいます。

８×８ドットマトリクスシールド
その後製作に取り掛かりました。今回初めて半田ゴテを握られる方もおりましたので、時間をかけてゆっくりと進めていきましたが、初めての方でも、皆さん大変上手に半田付けされたので、非常にスムーズに進みました。
以下に今回使用したテキストの一部を示します。

それでは実際にＬＥＤをコントロールしてみま
しょう。まず最初は好きな場所のドットを１つだ
け点灯してみます。
ＬＥＤと Arduino のピンの関係は次のようになっています。
LED Arduino
LED Arduino
row 0
9
col 0
19
row 1
8
col 1
18
row 2
7
col 2
17
row 3
6
col 3
16
row 4
5
col 4
15
row 5
4
col 5
14
row 6
3
col 6
13
row 7
2
col 7
12
※ 14～19 はアナログ入力ピンを利用

void setup() // 初期化、すべての LED を消灯する{
int rc, cc;for(rc = 2; rc <= 9; rc++){pinMode(rc, OUTPUT); // row につながるピンを出力に設定
digitalWrite(rc, LOW); // row の出力を LOW にする}
for(cc = 12; cc <= 19; cc++){pinMode(cc, OUTPUT); // col につながるピンを出力に設定
digitalWrite(cc, HIGH); // row の出力を HIGH にする}}
void loop(){
digitalWrite(7, HIGH); // 数値は 2～9 の好きな数字
digitalWrite(16, LOW); // 数値は 12～19 の好きな数字}

スケッチは右のようになります

二日目は、昨日製作した LED シールドの制御という

８×８マトリクスＬＥＤシールドの組立

次に縦一列を好きなパターンで点灯してみましょう。このときＬＥＤのピンと Arduino の出力ピンの関係を配列変数に収めておけば先の表を覚えておかなくてもプログラムができ、あとで見直すときも分かりやすいと思います。
また、縦に点灯するパターンも配列変数に0と1でデータ化しておけば、この先プログラミングがしやすくなると思います。( 0=LOW、
1=HIGH )スケッチは右のようになります。
これで下図のように表示されれば正解です。

表示する列を1つずらす(col[1])とすると次のようになるはずです。

// Arduino と LED のピンの関係を設定
char row[8] = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2};char col[8] = {19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12};
void setup(){
int rc, cc;for(rc = 0; rc <= 7; rc++){pinMode(row[rc], OUTPUT);
digitalWrite(row[rc], LOW);}
for(cc = 0; cc <= 7; cc++){pinMode(col[cc], OUTPUT);
digitalWrite(col[cc], HIGH);}}
void loop(){
int Pdata[8] = {1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0};// パターンデータを収めるための変数// データは自由に変更してよい
int rc; // 縦方向にカウントするための変数
digitalWrite(col[0], LOW); // 表示する列を決める
for(rc=0; rc<=7; rc++){// データを１つずつ出力
digitalWrite(row[rc], Pdata[rc]);}}

文字が印字されている側

組立手順

では for文を使って、自動的に列をずらしていくように変更してみましょう。スケッチは void
loop の部分だけ抜き出してあります。他の部
分は先のスケッチと同じです。
次のように表示されたらＯＫです。

① 抵抗を取り付けます。向きは関係ありませんが、なるべくカラーコードをそろえて取り付けましょう。
② マトリクスＬＥＤを取り付けます。向きに注意してください。ＬＥＤの横に文字が印字されている側が上の図では右に来るように取り付けてください。

void loop(){
int Pdata[8] = {1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0};// パターンデータを収めるための変数// データは自由に変更してよい
int rc; // 縦方向にカウントするための変数
int cc; // 横方向にカウントするための変数
for(cc=0; cc<=7; cc++){// 横方向のカウント
digitalWrite(col[cc],LOW); // 縦1列をオンにする
for(rc=0; rc<=7; rc++){// データを１つずつ出力
digitalWrite(row[rc], Pdata[rc]);}delay(10); // 縦1列表示したら少し時間を置く
digitalWrite(col[cc],HIGH); // 今表示している列をオフに}③ コネクタを取り付けます。傾かないように注意してください。また、取り付け・取り外しの際に力のかかる部分ですので、はんだを少し多めに盛ってしっかり取り付けてください。
これで一応すべてのＬＥＤを同時に表示できるようになりました。
※ 今回ダイナミック点灯を分かりやすくする
ため delay の値は10としましたが、1にするとちらつきなく表示できます。

}

ナミック点灯による全面の点灯、最後には簡易的なアニ
メーションの表示まで進んで第一回目の講習会を終えま
した。

第二回目
第二回目は 10 月の二学期中間考査中の午後、2 日間わたって行われました。今回はいよいよ 6 足歩行ロボットの製作ですが、時間的な都合でベースとなるロボット
は各自事前に組立てておいてもらいました。一日目はメ
インモータとサーボモータをコントロールするモータド

ロボットの組み立て

ライバシールドの作成です。前回皆半田づけを経験済みなので今回も何も問題なく進行しました。ただし、前回と同じではつまらないので、パスコンはチップコンデン
サを使用し、少し難易度を上げました。

第三回目

ロボット制御の講習

第三回目は一日だけしか講習会を設定することができませんでしたが、12 月の二学期期末考査中に行われました。前回ロボットは完成したものの、制御に関しては
必要最小限の程度しか説明できていなかったので、一部の参加者には物足りなかったらしく、今回の講習会を待てずに自分で勉強して、すでにかなりの完成度のプログ
ラムを開発している方もいました。今回の講習では基本動作を組み合わせて、さまざまな動きを実現するプログ
ラミングについて解説を行いました。
一応ここまでで当初予定していた内容は終了しました
が、参加者の中にはせっかく作ったロボットを生かして、
何か競技会のようなことをやりたいという意見もありま
モータドライバシールドの製作
シールドが完成したら、ロボット本体と接続し、基本動作の確認をし、一日目を終了しました。

した。

その後

二日目は、足を動かすモータの制御、距離センサの利

前述のように組み立てたロボットで競技会を開きたい

用方法、センサを動かすサーボモータの制御方法などをという意見については、参加希望者が少数だったので、個々に説明しました。最後に全部を組み合わせて、障害競技会としては成立しにくいと考え、変わりに私たちが物を避けて進むロボットが完成しました。
しかしながら、顧問をしているメカトロ技術部とういうクラブが毎年 3

時間の都合で簡単な制御にとどまりました。

月に、次期部長を決めるために行っている「部長決定戦」というミニロボコンに特別枠で参加してもらうこととしました。そこでルールの方も Arduino を使った自立型な「職員展」も計画されており、現在それに向けて何かロボットで対戦するようにしました。生徒たちにとって大きな取り組みをしようということで計画を練っていまも来年度「きのくに学生ロボットコンテスト」で自立型す。

のロボットを使った競技が行われる予定なので、よい練習になったと思います。3 月に行われた部長決定戦では、生徒よりも先生の方が熱心に取り組んでいたことを付け加えておきます。
また、和歌山市内の小中高のさまざまな取り組みを展示する「ロハスフェア」にも、先生方が製作したロボットが展示され、実際に動いている姿を多くのかたがたに見ていただきました。
ProjectMAKE の期間中何人かの先生は、ロボットをこう改造したいのだけどどうすればいいか、また部品はどこに売っているかなどの質問をされました。部品についてはインターネットでも購入できるが、実際に見て購入したい、売っている店を知りたいとのことで、3 月に「日本橋部品購入ツアー」を計画しました。6、7 名の先生が参加する予定でしたが、残念ながら直前に入試関係●まとめ
もともと若い先生に、もっとものづくりに取り組んでもらおうというコンセプトで始まった ProjectMAKE ですが、実際参加したのは以前からものづくりに興味があり、ずっと取り組んできたベテランの先生だったり、普通科の先生方でした。若い先生も数名参加してくれましたが、彼らはもともとものづくりに興味・関心のある人ばかりで、今まで「生きたものづくり」にあまり関心のない工業の先生の目を向けさせようという点においては、計画は成功していません。もっとも関心がありながらクラブ等で忙しい先生も数多くいますので、今後こういう人たちが参加しやすい方法も模索していきたいと思います。また、講習会と次の講習会との間隔が空きすぎの緊急の会議が入ったため実現できませんでした。

たのも、受講者にとっては不満だった様で、月に 1 回

今後の展開についてん。欲を言えば、職員のクラブ活動という形で活動でき

ProjectMAKE1 年目は、我々の思惑とは若干ずれた感もありますか、学校全体でものづくりを楽しみ、盛り上げていこうという点ではまずますの成果をあげられたと思います。
1 年目はロボットの製作という電気・機械系の内容でした。本来の計画ではそれ以外の建築科・土木科・化学技術科の先生にも参加していただき、2 年目以降は、それらの分野の先生方にも講師をしていただいて、ものづくりの幅を広げていきたい、というものでした。しかしながら、今回の ProjectMAKE に興味を示していただけ
たのは、ほとんど電気・機械系の先生ばかりでしたので、この計画は現在のところうまくいっていません。
2 年目からはどのような展開で進めていくかという話
し合いも何度か行われましたが、いろいろな意見が出てまとまらないうち、今年度は校内の人事の都合で前年並みの体制を維持することが難しくなりました。現在
ProjectMAKE は小休止といった状態です。ただしせっかく立ち上げたプロジェクトがこのまま消えていくのは
真に惜しいので、本年度もとりあえずは前述のロハス
フェアに向けて、昨年度のメンバーを中心にものづくりに取り組む予定です。
また平成 26 年度の和工創立 100 周年には、いろい
ろなイベントが行われる予定であり、その中には本格的くらいのペースで行えれば一番良かったのかもしれませ
ればすばらしいことだと思います。
普通科の先生方の中にも、ものづくりに大変関心のある方が多くおられる、ということがわかったのは今回の収穫でした。普通科の先生の中には、せっかく工業高校に赴任したのだから、これをチャンスと捕らえいろいろなことを学びたいと言われる方もおられました。
ProjectMAKE はまだ始まったばかりで大きな成果は上がっていませんが、今後も地道に活動を続け少しずつでも「生きたものづくり」の復活を目指していきたいと思います。また、最終的にはこの取り組みが、生徒のものづくりに生かされる事を願い、またそのために努力していきたいと思っています。