フォーラム記事

山下泰知
2022年1月28日
In 【終了】(2021年度)技術科教育法
完成版のKcarです。 図1:完成版Kcar こちらは、受信機5台で構成されています。 構成としては、 1.左LED 2.右LED 3.タイヤ用 4.プロペラ用 5.大砲とブルドーザー用 となっています。 続いて送信機は、 画像準備中 図2:送信機(iphone7型) こちらは、送信機2つとなっていますが、下側は、受信機の3番と5番の受信機 上側は、1番と2番と4番の受信機を操作することができます。 プログラムに関しては、       図3:受信機 受信機のプログラムは、ほとんど同じです。動かしたい動作に合わせて関数を入れ替えると簡単に作りたいプログラムを作ることができます。  図4:送信機 アルファベットを送信機から受信機に送り、その受け取ったアルファベットを持つ受信機が反応し、動作が成立します。 平和の実現について 金色の鳩を飛ばすことができた⇨平和の実現 金色の鳩をブルドーザーで回収することができなかった⇨笑顔が生まれる⇨平和の実現 プロペラで辛い戦争を風化させなかった⇨平和の実現 車体を動かし、各地に教室中に笑顔を届けた⇨平和の実現 LED の点灯により、各地に明るさを届けた⇨平和の実現 よって5つの項目を達成したことにより、平和の実現を達成できたと思います。 課題としては、Microbitを複数使用したため、混線が起こり、うまく動作しませんでした。Microbitの送信機の数をたくさん用意できれば、混線せず動作がはっきりすると思います。 授業全体で学んだこと ・3Dプリンターやレーザーカッターを使用し、現代技術を体験したことで、手作業との苦労の差を実感することができた。 ・3DCADで設計することで、今までよりも頭で考えているものを人に見せられる能力を手に入れた。 ・ものづくりによって (平和の実現によって)笑顔を届けられるということを学んだ。 ・micirobitでプログラミング的思考の感覚を少し掴むことができた。 授業への展望 ・レーザーカッターがもう一台あれば、効率がよくなる ・レーザーカッターの精度が正確な歯車を作れるほどよくない ・授業時間外の活動の時間をもう少し減らせるような授業展開にしてほしかった。
最終課題 完成版Kcar content media
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山下泰知
2021年12月18日
In 【終了】(2021年度)技術科教育法
今回は、前回のプレゼンで発表した主要部分のブルドーザーを作成しました。 ギアボックスかサーボか 今回は、ギアボックスつきモーターと、サーボモーターのどちらを使うかについてかなり迷いました。サーボモーターは制御しやすいものの、どの程度の力で動かす事ができるのか未知数でした。そのため、制御のしにくさをプログラムと操作で補えばそのマイナス面を解決できると考え、確実に大きな力を出せるギアボックス付きのモーターを使用しました。また、大砲の玉や、ゴミ、平和など、かなり重いものを持ち上げる必要があったので、今回重いものを持ち上げられるかといったところはかなり重要でした。ギア比を上げることで制御のしやすさも上がると考えます。 プログラムについて 図1:送信機 送信機のプログラムは段々複雑になってきています。最終課題を作るにあたって、様々な動作を制御しなければなりません。それも、送信機の数が増えてしまうと操作性が悪くなってしまうので、2つぐらいで送信機を使っていけたらなと考えています。今回のプログラムは、大砲、ブルドーザー、Kcarのタイヤを操作できるようになっています。 図2:受信機 拡張基盤につけられるモーターの数は2個なので、たまたま、大砲とブルドーザーの制御が同時に入っています。受信機の左に傾けた動きでモーター正転、右に傾けた動きで逆転するので、ブルドーザーを上げ下げする事ができます。 パーツ 図3:ブルドーザーパーツ こちらのパーツを組み上げるとブルドーザーが完成します。これだと何が出来上がるかよくわからないので、こちらが実際に作成したものです。 図4:完成品 Kcarには、まだ実装していませんが、ちゃんと動きます。実装するためには、他の平和要素が揃ってからにしようと考えています。(追加パーツがあまりに多いから。) 授業当日、ほんの一部でありますが、Kcarによる平和が教室にもたらされるでしょう。
平和のためのブルドーザー content media
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山下泰知
2021年12月11日
In 【終了】(2021年度)技術科教育法
A:初回の授業で最終製作課題を考えたときの自分と,今の自分との変化 初回の授業でTinkerCADを使い最終製作課題を考えていたときは、今まで自分の趣味で、自分が欲しい形や物のために設計していたので、自分にとって都合が良く、自分が一番使いやすいものを考えていたと感じます。今となっては、冨樫のために装置を考えたり、平和のための車を作ったりなど、人のために作ることが多くなったので、ものづくりの目的や価値についての考え方が変化したと思います。 B:最終製作課題への意気込み 最終課題では、平和のためのKcarを製作しますが、平和の意味と絡めること、少年の心を忘れずに作っていきたいと考えています。今まで習った事を活かし、カッコよく平和を守れるようにしていきます。 車体は、剛性を高め、無駄な心配がないように改造していき、プログラムは、操作性が良くなるように工夫していき、また、メインプログラムを変更したり、見やすくするために、関数を用いてプログラムを短く書けるように努力したいと思います。
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山下泰知
2021年12月04日
In 【終了】(2021年度)技術科教育法
チームKcarの山下です。今回は、機構を使って大砲を作りました。 なぜ大砲 私にもなぜ大砲にしたのかわかりませんが、最終課題に向けてKcarに大砲つけたらかっこいいなと思ったのがきっかけだと思います。あまり覚えていません。 構想 基本的な構想は、ウィットウォースの早戻り機構という機構を用いて、往路と復路にかかる時間が異なることを利用し、復路の直線運動が行われるいわゆる早戻りのタイミングで大砲の球を発射しようというものです。 ウィットウォースの早戻り機構は、こちらのサイトを参考にしています。 こちら1 こちら2 ちなみに機構学の教科書の49ページにも載ってます。 プログラム 前回のラジコンKcarのプログラムを利用しました。このプログラムは、ボタンを押している間、任意のモーターを回転させる事ができるので便利です。 図1:受信側プログラム 図2:送信機 基本操作は今回の場合に限り、Bボタンを押す事でモーターが回転し、機構が動き出します。 砲丸作り Fusion360でφ10の球を作り、それを3Dプリント用のデータに変換しました。 図3:3Dプリント用データ 土台と機構作り 機構と土台は合わせて考えました。機構に使われる円のパーツは大きいサイズにして、早戻りの勢いをあげられるような工夫をしました。また、調整用の細かいパーツをたくさん作りました。機構はよく球が飛びそうな、45度に傾けて使用します。これを全部組み合わせるとKcarの大砲となります。説明書のないプラモデルみたいですね。 図4:土台と機構 組み立て これらを組み立てて 図5:完成品 完成しました。動いている動画はこちらです。 今回も機構の調整に時間がかかったので、タミヤのギアボックスを使用しました。やはり、パワーが足りないため、このギアボックスの最も高い600:1のギア比を使用しました。しかし、ギア比が高い分、スピードが足りないようで、あまり威力には期待はできません。もう少し大きいモーターで動かしたら変わるかもしれません。ギア比300:1ではうまく動きませんでした。 一番下の土台のパーツは、Kcarの屋根部分の大きさに合わせてあります。今回は、あえて(最終回につなげるため)前回のものと合わせたプログラムや接着を行なっていませんが、今後Kcarを強化できるパーツを作れたらいいなと考えています。 大砲とか剣とか何歳になってもワクワクしますよね。
大砲つけたら絶対かっこいいに決まってる content media
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山下泰知
2021年11月26日
In 【終了】(2021年度)技術科教育法
今回は、モーターを使って、Kcarを発進させます。以前から、Kcarの名札を作ったり、Kcarを光らせたり、今回は、走ってしまいます。もう時期、公道を走れそうな予感がします。 構想 基本的な構想は、車体を正方形に設計し、重心を安定した位置に持っていきながら、モーターの最大出力を手操作で補いながら操作するということです。意味がわからないと思いますが、今回の車体は、操作がめちゃくちゃ難しいです。しかし、慣れることができれば、自由自在に操ることができ、加速力を保ったままどこへでも走っていけるというわけです。私は、それを実現できます。 プログラム 図1:受信側 図2:送信機 基本動作は、 A B同時押しで、前進。 A押しで左輪前進。 B押しで右輪前進。 ロゴを下に向けながらだと上の動作が逆転します。 以前の記事にも書きましたが、架空の文字列、及び数字を動作していない時に送り続けることで、変数を初期化する役割を持っています。 あと、メインプログラムを見やすく書くのは、いいですね。 製作 最初は、タイヤを4個で行なっていましたが、モーターのパワーが足りないため旋回できないので、ボールキャスターを自作しました。三輪で走ろうという考えです。 図3:ボールキャスターのモデル Fusion360でモデルを作り、3Dプリンターで出力しました。 図4:出力したキャスター 作成したキャスターを 図5:Kcarアクリルパーツ 図5と組み合わせて、さらにミニ四駆モーターを取り付けて、完成のはずでした。 しかし、モーターのパワーが足りなくて走らないのです。前進も旋回もピクリとも動きませんでした。 ここで考えられる次の手段は、ギアを作成するor佐藤さんにギアボックスを買ってきてもらうでした。 ここまで、全て手作りで行なってきたチームKcar、キャスターまで手作りしたのにギアも手作りしなければ負けだ、しかし今週はめちゃ重なテストがある、時間がない!!!それでも私はギアボックスを作成しました。でも構造は簡単です。ミニ四駆のギア比は、4:1なそうで、簡単にギアを2個噛ませれば機構が成り立ちます。それに歯車の形もFusion360で簡単に作れます。 そうして、作った歯車の数は10個以上。。。。軸穴の調整や、バックラッシの調整など、ようやく、歯車としてまともに使えるようなものが完成しました。 図6:自作ギア すると。なんということでしょう。ギアが回転しても手で触れるほどの抵抗でタイヤが停止してしまいます。そうです、ここまで作って失敗したのです。ギア比が低かったのか。その動画 私は絶望しました。ここまできたのに今佐藤さんが届けたばかりのギアボックスを使わなければ課題が終わらない。別に製品を使わずとも、ギアボックスなら簡単に作れたのにと。ここで時間は限界に達しました。ので、結局佐藤さんが買ってきたギアボックスを取り付けました。 図7:完成品 動画の通り。それはそれはよく走りました。タミヤのギアボックスですからね。 授業としては、成功でしょう。たくさん失敗をして解決して、、、ものづくりの失敗成功の過程をたくさん踏めたわけですから。 しかし、私が気に食わない理由は、タミヤのギアボックスを使ってしまったことです。いくら、アクリルで形作っていても、キャスターを作っていても、最も大事なギアの部分で製品を使って完成した。それはタミヤの技術が素晴らしいねというふうになりませんか??タミヤの技術が素晴らしいことは誰だって知っています。だからこそ、それに引けを取らないようなすごいものを作って作品にしたかったのです。苦労せずに材料を加工できる機械を使ったとしても、手作りであるということにこだわりたかったのです。だから、今回は私の「敗北」です。技術科の授業だと新しい概念になりそうですが。
Kcarものづくりとは content media
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山下泰知
2021年11月12日
In 【終了】(2021年度)技術科教育法
チームKcarの山下です。今回は身につけられるグッズとして「トトロの指輪」を作りました。 指輪について 今回、トトロの指輪を作ることに決めたのは、Kcarの山本くんがジブリが好きなようなので、ジブリを身に付けたいということで、トトロの指輪に決めました。 モデル こちらからトトロのモデルを探し、fusion360で作ったリングに合わせました。 図1:指輪前 裏には、チーム名の刻印を入れました。フォントをいじろうとしたのですが、曲面に対しての計算は難しいようで簡単なフォントしか入れられませんでした。 図2:指輪後ろ 製作 Chituboxでは、サポート剤をつけたあと、チーム∽のデータも合わせて、できるだけ隙間がないように並べました。 図3:印刷用のデータ 完成 実際に完成したものは、こちらです。 図4:完成品 刻印は深めにしたのですが、何回かやってもあまり状況は変わりませんでした。何が書いてあるかは判別することができます。また、トトロ大の耳が何回やっても出力されませんでした。サポート材に耳がつかないようにしたり、最後に出力される部分を耳にしたりなどいくつか工夫を施しましたがあまり状況は変わりませんでした。原因がわかればいいのですが、、、
課題6 トトロの指輪 content media
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山下泰知
2021年11月06日
In 【終了】(2021年度)技術科教育法
チームkcarの山下です。今回は、推しのアイテムを光らせたり、音を鳴らしたりするということで、kcarを光らせたり、音を鳴らしたりしました。 推しについて まず、私たちは、未知の「推し」について考え始めました。 推しとは何か。 好きなものとは違う? そもそも推しってなに? 推しって何かって考えてる時点で推しなんてないんじゃないか。 そう、私たちには推しなんてないのです。そこで、入学当初から「推し」について語っている澤谷さんに推しについて尋ねました。すると、、、推しの写真が送られてきました。ますますわけがわからなくなるわけです。 結局、推しについてわからないまま、なんとなく私たちがずっと触れているkcarを光らせたり、音を鳴らしたりすることに決めました。 作ったもの 私たちが作ったものは、先ほども述べた通り、光って音の出るkcarです。これは、立体的に作られたkcarを実際の車に近づけるために、ウインカー、ライト、ブレーキ灯を音と光を使って表現したものです。 プログラム 図1:送信機 図2:受信機1 図3:受信機2 今回は、三つのmicrobitを使うため、3つのプログラムを用意しました。そして、今回は配線が複雑になるのがわかっていたので、なるべく、microbitに触れないように無線を使用しました。(無線の使い方は、先輩の記事をいくつか参考にしました) 無線をするには、受信側と送信側もしくは、その両方の機能を備えたものが必要になるようです。ですから、私は、わかりやすく、受信側と送信側を分けて区別しました。ペアリングのようなものは、受信側と送信側ともに、最初にグループを設定し、同じ番号なら勝手に繋がってくれます。また、LEDを複数個使うには、ある特定の拡張基盤の端子を使わなければ誤動作を引き起こしてしまうので、実質5箇所程度しかLEDを使えない状況でした。ですから、その上限を増やすためにmicrobitを使ったという意図もあります。 受信側 受信側からは、いくつかの入力(Aボタンを押すことや、ロゴを触ったりすること)で、送信側に文字列を送信します。ここで、文字列を送信する理由は、送信側で条件文を使用した際に数字を使っているとエラーが出るためです。文字列なら出ません。また、入力がない場合には、送信側で一つも指示のしていないDという文字列を送信し続けています。そうすることで、送信側での条件文を上手く動作させることができます。 送信側 送信側は、受け取った文字列に合わせて、ライトを点滅させながら音を出したり、だんだん明るくしたり、光の点灯に合わせて音がなったりします。 先程の送信側で一つも指示のしていないDという文字列を送信し続けているのは、ここでの条件文での抜けにくいループを抜け出すためです。 まず、送受信の詳しい説明をすると、送信側で送られた文字列は一旦、receivedStringという受信するための専用の変数に代入されます。しかし、このreceivedStringは、条件文で直接使用できないので、他の変数(図2、図3でいうとhamburger)に代入します。そうすることで、やっと条件文で文字列を認識し、判別の手段に使用できます。 それをそのまま利用すれば、簡単に条件文をかけるのかといえば、そうではなく、例えば、文字列Aという条件の動作をしている場合、Aの動作が終了した時点で、すぐに他の信号が入らなければ変数hamburgerに文字列Aが代入されているので、すぐに文字列Aの動作が始まってしまいます。しかし、送信機でボタンを押していない時に送信側で使用しない文字列を送り続けることで、文字列Aの動作後にhamburgerに代入されている文字列を図1で言うところのDにすることができ、受信側では、文字列Dの動作は指示されていないので、条件文の一番下のLEDを光らせないというプログラムが実行されます。(わかりやすく、いらない動作を入れた。)いわゆる、変数hamburgerを初期化し続けるということをしています。ですから、先程の通り、送信機で任意のボタンを押せば、綺麗にプログラムが動作します。 工夫した点 ・送信機からの文字列を、各受信機で同じにした場合、同時にプログラムを実行させることができる点(ランプやブレーキ灯) ・送信機からの文字列を、各受信機で異なるものした場合、別々にプログラムを実行させることができる点(ウインカー) Kcar(アクリル) 図4:レーザー加工のデータ Kcarを立体にするということで、Autocadを使って設計しました。これを組み立てると、立体的なkcarとなります。 合わせてみると 図5:kcarとmicrobitを組み合わせている様子 少し複雑な見た目をしていますが、現在、接着剤をロッカーの乾かしている途中です。ですから、次の授業の時に、乾いたkcarをみることができます。 ちなみにブレッドボードの上だけでは、配線の長さが足りず、はんだをしました。ブレッドボードでの実験の様子は、図6です。 図6:実験 実際に動かしているのがこちらです。
課題5 kcar製品化へ content media
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山下泰知
2021年10月30日
In 【終了】(2021年度)技術科教育法
チームKcarの山下です。 今回は以前作った、とがしアラームを実際に頭に装着するためのスタンドを作りました。このスタンドがあれば、もう冨樫が眠りにつくことはないでしょう。 仕様 とがしアラームは、動きを検知し警告する機能を持っています。寝ていて体の姿勢が崩れた時に、この装置を頭につければ機能をしっかり果たすことができます。 よって、本装置に必要な仕様は、 ・頭に装着可能で、ある程度調整が効くものであること ・勉強に支障が出ないものであること です。これが私たちが設定した仕様です。 参考にした製品は、こちらです。 この製品の良さは ・作りが簡単で、構造を理解しやすいこと(再現性が高そう) ・手を使わずに灯りを灯せること ・頭の横と縦で固定できるので、外れにくいこと。 ・ある程度、頭の形に合わせて調整可能であること。 です。 開発 まず、microbitをベルトに固定するためのスタンドを考えました。 図1:寸法のメモ 研究室からお借りしたノギスを使って、マイクロビットの全体大きさや、ボタンの位置や高さ、その他のパーツの高さを測り、ホワイトボードにメモをしました。このメモは、図面ではないので、自分にわかりやすく書いてます。なので、とってもわかりづらいはずです。 そこから、 図2:ベルト用のスタンド ボタンの位置や寸法を合わせて、図2のような2Dで設計を行いました。(Autocad) メモした寸法によると、高さ合わせのパーツが必要なようで、これも合わせて設計しています。また、メモした寸法から、板厚も設定しました。全て3mmで構成すれば、ベルト用のスタンドは満足しそうです。 この際、ボタンが入る用の穴や、スピーカー用の穴などは、左右上下に0.5mm大きめに作りました。 最初に作ってみた結果は、最後まで、機械が動いてくれなかったので、組み立てたわけではないですが、若干ボタンの穴が入りづらいと感じました。(評価) 設定は、全てスピード150、パワー100、回数1です。 次の加工では、穴の大きさを1回目のデータより、左右上下に1mmずつ大きめに作りました。(感覚的に) 図3:2回目の加工結果 図4:実際に作ったベルト用スタンドのモデル しっかりと、固定でき、ベルト用のスタンドが完成しました。穴の補正も上手く行きました。(レーザーが線の上をなぞるのなら、穴はレーザーの半径分大きく加工され、外側は半径分小さく加工されると予想していましたが、穴はむしろ小さく、外側は若干大きかったように感じました。溶けたり、アクリル板をしっかり固定していないなど、さまざまな要因が考えられますが、どのくらいの誤差が予想されている機械なのでしょうか。例えば精度を必要なパーツを作りたい時、3Dプリンターよりも圧倒的に早く加工できるレーザー加工機ですが、その精度は信用できるものなのでしょうか。) 図5:ベルト用のスタンド ベルト用のスタンドは、図5の上から順に下に重ねて、ねじで固定して使用するのですが、上から、1番目と2番目の間に、図6のようにマジックテープを挟み込むことで、頭に装着させます。 図6:完成したスタンド マジックテープは、頭の形に合わせて調整しやすいことから選びました。最初に紹介した、製品の形のような形になっています。(装置は頭のてっぺん) また、 図7:電池ボックス 佐藤さんのおっしゃっていた電池ボックスを使用し、電源としました。これは、モバイルバッテリーに比べ、非常に小さく、頭につけるのに適していると思います。 ちなみに、microbitに6Vを流したら壊れました。とても香ばしかったです。 次回授業で、とがしが実際に装着した姿をみれると思います。
課題4 とがし不眠スタンド content media
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山下泰知
2021年10月23日
In 【終了】(2021年度)技術科教育法
チームKcarの山下です。今回は冨樫の夢を叶える「寝たら起こしてくれる装置」を作りました。 夢を決める背景 夢を決める会議で、冨樫が寝たら起こしてくれる装置が欲しいなとつぶやいていました。どうやら、冨樫は課題をやっている途中に寝てしまうから課題を提出することができないようです。つまり、この夢の装置を実現することができたら、、、冨樫は毎回、どんな授業であっても必ず課題を提出することができ、期日までに提出できなくなることがなくなるに決まってます。 まず、冨樫にどのような状況で寝てしまうのかインタビューしました。すると、二つのことがわかりました。 30分経ったら寝てしまう。 そもそも、やっている途中に、気づかずに寝てしまう。 つまり、私たちが作るべき装置は、30分経ったらアラームが鳴り、姿勢が崩れたら、警告がなる装置です。(頭に乗せる) フローチャート           図1:フローチャート フローチャートは、至ってシンプルです。micro:bitプログラミング(13) 3分間タイマーを作ろうを参考にし、そこに寝ている動きを検知する動作を加えてフローチャートを考えました。Aボタンが押されると30分計測されるようにしたいので、 Aと表示 Aが押される もし30分経っていたら、不快な音がなる Aと表示させ終了 経っていなかったら、冨樫の寝ている動きを検知 動きがあれば警告をし、30分経ったかど検知する ようになっています。これが、この装置の基本的なフローチャートです。 プログラム         図2:プログラムの全体像 プログラムが長過ぎたので、少し分けて説明します。(時間ループの中身を後で説明) 全体像の説明としてはまず、 開始 Aと表示 Aが押されると次の行に進む ハートが出て消える(プログラムがちゃんと動いているかの確認) 変数timeに電源が入ってからの時間を代入 電源が入ってからの時間―変数timeが30分を超えるまで、ループを繰り返す。 ループ中、寝ている動きを検知したら警告(図3のプログラムを時間ループに入れる) 30分を超えたら、次の行へ進む(ループ終了) 不快な音が4回鳴る Aと表示 終了 となっています。 では、なぜこのプログラムで時間が測れるのかについて解説します。 このプログラムを考える上で、経過時間というものが重要になってきます。経過時間とは、電源が入ってからの時間です。 つまり、経過時間―変数time<30分を条件の元に例を出すと、 電源が入って3分後にAボタンが押される 変数timeを3分と定義 経過時間―変数time<30分→この瞬間の左辺は必ず0になる。 とすることができます。つまり、30分経たなければ、この下線部のループを抜け出すことができない、よって、Aボタンを押してからの30分を正確に計測することができます。 注意しなければならないのは、下線部の経過時間は、常に変化し続けますが、変数timeは、ボタンを押した時に定義されたものから変化しないということです。 そうすることでメリットがあります。それは、プログラム終了後再度Aボタンを押してプログラムを開始しても、下線部の左辺を0にすることができるので、そこからまた30分を計測することができるということです。         図3:時間ループの中の動作 では、全体像から省略した時間ループでの動作を説明します。(プログラムが長く見づらいために省略した) 図3は、30分経過しないまでに、寝ている動作を検知したら実行されるプログラムです。 動作としては、30分を測る動作を加え見てみると 30分たった→No 寝ている動作を検知した→Yes 小ハートが表示 「ド」がなる 繰り返し終了 その下の条件を確認 30分たった→No となっており、 寝ている動作を検知した→Noであれば、何も起きません。(きっと真面目に課題をやっているだろうから) ここでいう寝ている動作とは、右に傾いた、左に傾いた、ゆさぶられた、落とした、3G、6G、8Gです。(3G、6G、8Gは若干過剰すぎるが、プログラムが実行されやすいようにあえて入れている) また、わざわざ繰り返し終了を挟んでいるのには理由があります。それは、条件に優先順位をつけるためです。あくまで最も重要なのは、30分経ってしまった時に最終警告が鳴ることです。もし、繰り返し終了を入れずに、装置が右に傾いていたら、「ド」が繰り返しなるだけで、30分のアラームを鳴らすことができません。ですから、繰り返し終了を入れることで、もし30分経って、装置が右に傾いていても、30分の最終警告アラームを鳴らすことができます。 これらを踏まえて、よくある動作を解説すると、 30分経った→No 右に傾いている→Yes 小ハートが表示 「ド」が鳴る 繰り返し終了 その下の条件を確認 30分経った→No これは、「ド」が連続で鳴ります。これは、右に傾いているという条件のループの中だけでループしているのではなく、重要なのは、必ず「ド」がなった後に30分経ったかを確認しているということです。これが、優先順位を持って動作を行なっている原理となります。 全体として説明しましたが、「寝たら起こしてくれる装置」は、30分経ったら不快な音がなり、30分経ってない時に、寝ている動きを検知したら警告してくれる装置となりました。 また、図2に載っている不快な音、通称最終警告アラームは、https://www.youtube.com/watch?v=QPsXm5RWbkU を元に再現しました。この絶望感をとても感じるBGMならば、冨樫だけではなく、全ての人が起きられるでしょう。 その他工夫した箇所は、 ・必ずプログラムを開始しようとした時に、押して欲しいAを表示するようにしたこと。 ・何か条件が成立したときに、大ハートや小ハートを表示させるようにして、どのプログラムが実行されているのか可視化したこと。 ・寝ている動作を検知する「ド」を1/2節にし、ドの時間を短くすることで、30分の確認をするループの速度を早めたこと。 ・最終警告アラームを何回か作り直したこと。 ・冨樫のあらゆる寝ている動作を検知するため、様々なパターンを入れて「ド」を鳴りやすくしたこと。 ・冨樫に聞くと、最終警告アラームは、2回聞いたら起きるらしいので、念入りに2倍の4回繰り返すようにしたこと。 動作 動画の通り、右に傾けたり、左に傾けたりすると寝ている動作を検知し、「ド」が鳴りまくります。そして、一定時間(30分)経つと最終警告アラームが鳴ります。 不具合について 不具合は全て解消しましたが、経験した不具合は、 ・寝ている動作を検知した時に、例えば右にずっと傾いたままだと30分経っても「ド」しかならなくなってしまうこと→繰り返し終了を入れることで解決 でした。 最後に 図4:夢の実現 ということで夢を実現できました。
課題3 とがし起きて content media
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山下泰知
2021年10月16日
In 【終了】(2021年度)技術科教育法
山本、冨樫、山下の3人で構成されたチーム「K car」(ケーカー)の山下です。 チーム名の由来 K carは2020年前期の、金属加工基礎実習で生まれました。K carはその授業で山本くんがデザインしたキーホルダーで、その由来は彼の名前のケンタから来て「K car」ということらしいです。彼は免許も車も持っていないのになぜ、車なのか、なぜ、その車に自分の名前のKをつけたのかわかりませんでしたが、その当時の衝撃はものすごかったです。 そこで、チーム名を覚えてもらうためには、このようなブランド力のあるみんなに覚えてもらいやすい名前が必要だったので、K carというチーム名に決まりました。 デザインについて 私たちは名札として、必要な要素は、印象的な見た目と読みやすい名前が必要であると考えました。 K carは車であり、名札が車の形をしていたら印象に残りやすいと考え、また、色を塗ればより印象に残りやすいと考えたので、K carの形を再現した車の形にしようと決めました。 デザインの方法 レーザーカッター FABOOL Laser CO2は、様々なファイルを使えるようですが、私たちはDXFファイルが使えることに目をつけ、cadソフトを利用してK carの形を作りました。使用したcadソフトは、学生、教職員が無償で使うことができるAutocadです。たまにフリーソフトで、線の長さの単位がないことがあるので今回は、信頼できるAuto deskさんのソフトを使用しました。 図1:cadソフトでのK car作成画面 また、私たちは車に色を塗りたかったのでアクリル板を使用しようと考えていました。アクリル板を使用する際に、どれくらいの厚さの板を使おうか決めるために、Auto cadで使用したデータを使って3Dモデルを作りました。使用したソフトは同じように学生、教職員が無償で使うことができるFusion360です。 図2:上から厚さ1mm、3mm、6mmのモデル 私たちはこのデータをもとに大体3mmがあっていると考え、名札の製作に取り掛かりました。 製作 パラメータは、私たちよりも先に製作を行っているチームの話を聞いて決めました。 手始めに、DXFファイルからK carの形のデータを取り込み、チーム名、各々の名前を入れて図3のように配置しました。 図3:左上配置 パラメータは、文字がS200、パワー100、ハッチング0.2(塗り) 車の形をS50、パワー100、回数2(切断用)に設定しました。 しかし、文字が半分しか加工されないバグが発生したので、図4のように文字を塗りから線に変更し、同じ形の名札を裏面からはり、それに濃い色を塗ることにすることにしました。 パラメータは、文字がS50、パワー100(線) 車の形をS50、パワー100、回数2(切断用)です。 図4:左上に車を2列並べる配置 しかし、レーザー加工機のモーターが空回りしたのか原因は不明ですが、図5のように離して配置したはずのものが、つながってしまいました。 図5:つながってしまったKcar 佐藤さんに相談してみると配置によって、加工がうまくできるところとできないところがあるかもしれないとのことなので、他の人があまり使わなそうな左下らへんに配置しました。 図:6配置をずらしたデータ パラメータは、文字がS50、パワー100(線) 車の形をS50、パワー100、回数2(切断用)を使用しました。 今度は、上手く成功することができたので、わざわざ買ってもらったアクリル絵の具で塗装をして、3mmの2枚の車をアロンアルファジェルタイプ(乾燥するのに時間をかけるため)でくっつけて完成しました。 図7:完成した名札 角部は応力が集中しやすいようで、時間が経つごとにヒビが入ってきていますが、これもかっこいいなと思っています。丸みを追加し、文字も丸みのあるフォントにすれば改善できるかもしれません。
第二回課題 content media
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山下泰知
2021年10月10日
In 【終了】(2021年度)技術科教育法
自分の生活を変える発明品ということで、私は「自動で窓の隙間を調節する発明品」を考えました。 発明の意図について 私はとても悩んでいました。とても代謝が良いので、私は家のどこの部屋にいても、部屋の温度を大体3度〜5度ほど上げてしまいます。また、長時間滞在する私が寝ている部屋に関しては、朝起きると部屋がサウナのような暑さになります(本当)。ですから、部屋の温度に合わせて窓の隙間を自動で調節する発明品があれば、部屋の温度を上げてしまう悩みを解決できるのではないかと思ったわけです。 発明品の用途について 用途については、スライド式の窓に本装置を設置し、マイコンに付属している温度センサーで部屋の温度に合わせて窓の隙間を調節するというものです。この装置を使用すれば、部屋の温度が高いときに窓を大きく開き、温度が低くなれば窓を閉めることができるので、勉強中や寝ている間などいかなる時でもより良い環境で過ごすことができるはずです。(受信機とプロポを使って寝ながら窓を開け閉めもしてみたい) 構想について 図1:全体図 この装置は主にラックとピニオンを使用したものです。 本装置ではモーター(白色)からの回転運動を歯車(クリーム色)に伝達し、その回転運動を板状の歯車のラック(緑色)に伝達されることで、ラックが直線運動します。ラックが直線運動すると、 「コ」の字型に作られた部分が窓を挟んでいるので、窓を開けたり閉めたりすることができます。 工夫した点について 工夫した点についてはいくつかあります。 ・ラックとピニオンを使用した点 ラックとピニオンを使用することで、高い伝達効率で目的のラックを動かすことができます。したがって、あまり強くないモーターを使用しても、ロスを少なくすることができるので、動かせるのではないかと考えています。そのためにシャフト受けをする(赤色)固定台には、ベアリングを使用して、よりロスを減らしていこうと考えています。 ・ラックを増やせるようにした点 図2:ラック1 図3:ラック2 図2、図3に示すような追加パーツを使用すれば、「コ」の字型に作られたラックに接続することで、窓に合わせて、好きな長さで使用することができます。世の中や私の家の窓ニーズにもある程度対応できます。 ・窓に取り付ける部分を「コ」の字型にした点 「コ」の字型にすることで、窓枠を傷つけることなく強い力で挟み込むことができると考えます。固定する際には、C型クランプ等を使用していきたいと考えています。
第一回課題 content media
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山下泰知

その他