電子情報科


 課題研究 平成25年度

3年生になると今まで勉強したことを活かし、1年を通して研究を行います。

    研究テーマ(H25年度)
 1 OpenCVによる画像処理の研究
 2 マイコンカーの製作
 3 RaspberryPiを使った遠隔制御カー製作
 4 実験・実習ボードの製作
 5 PICによる電子制御
 6 ものづくりコンテストとラジコンカー製作
 7 電子式もぐらたたきゲームの製作
 8 思考プログラミングについての研究 (,)
1.OpenCVによる画像処理の研究
 OpenCVとは、インテルが開発・公開したオープンソースのコンピュータビジョン向けライブラリである。このライブラリを利用したプログラムで、Webカメラからの画像データを処理する。静止画 も動画も処理できるが、今回はリアルタイム動画像の分析と処理を試みた。プログラムは大変難しく、 開始当初はエラーメッセージだらけで、概要がわかるまで時間がかかった。  分析と処理手法を学んだ後、体を使ったゲームを作ってみた。お金をかけずに開発環境を作るこ とができるので、自宅にも同じ環境を作って制作を進めた。
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2.マイコンカーの製作
 マイコンカーラリー競技大会は、ルネサスマイコンカーラリー事務局の承認マイコンボードを搭 載した完全自走式マシンで、規定コースの走行タイムを競うものである。カーブ、直角カーブ、レ ーンチェンジ、坂道などの障害物で構成されたコースを光センサ等で感知しながら走行するもので、 ハード面(マシン)の精巧さとソフト面(プログラミング)の兼ね合いが勝負を左右する。北信越 大会に向けて試行錯誤しながら研究を進めていった。
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3.RaspberryPiを使った遠隔制御カー製作
手の平サイズで、価格が35ドルをいう小型コンピュータ“ラズベリー・パイ”を使い、電子回 路のI/O制御の研究を行った。応用課題として高級言語のpythonプログラム、動的なWEBページを提 供するCGIサーバー、動画配信、モーター制御回路を組み合わせ、LANを使い遠隔操作が可能な動画 中継カーを作成した。
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4.実験・実習ボードの製作
 僕たちは、電子回路の知識や実習で習得した半田付けや計測実習の技術を活かし、各種(振幅変調, 振幅検波,周波数変調,周波数検波)実験ボードを作り、計測、検討を行いました。製作にあたり、教科 書に書いてある関係知識を調べて、実習で習得した基板の配線作業や半田付けを基に製作を行いました。
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5.PICによる電子制御
 近年身の回りの家電製品は、機能が高度化され、単純な電子回路では実装が困難になってきた。 また、製品サイクルも短くなり、新規に設計するには、大人数で短期間に行わなければならず、開 発コストを押し上げる原因となってきた。そこで、ソフトウエアの変更で様々な機能を実装できる 組み込みシステムを用いる手法が一般的になってきた。中でもワンチップマイコンと呼ばれる組み 込み用CPUは、機能に応じて様々な種類があり使われている。今回我々は、ワンチップマイコン を使い、プログラムでいろいろ変化するイルミネーションやオルゴールを製作しようと試みた。
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6.ものづくりコンテストとラジコンカー製作
ものづくりコンテスト電子回路組立部門の県大会優勝までの道のりについて発表する。コンテス トの後の応用課題として、無線モジュールと自作の電子回路を組み合わせたラジコンカーを製作し た。送信機には加速度センサーが搭載されており、コントローラーを傾けることでラジコンカーが 前進、左折、右折、後進ができるようにした。
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7.電子式もぐらたたきゲームの製作
 もぐらが飛び出すのではなく、LEDが点灯した穴をハンマーで叩くことで得点が加算される“もぐ らたたきゲーム”を製作した。マイコンを複数組み合わせ、電源投入後、3種類の内部状態を各マ イコンが共有することでゲーム全体を制御した。ハンマーで叩かれる箇所は、音センサー、光セン サーを使用した。筺体はCADで図面を作り、機械システム科の先生と生徒にお願いしてレーザー加工 機を使用して加工した。
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8.思考プログラミングについての研究
近年のプログラムは、コンピュータそのものが思考するものも多くなってきている。私たちは、 電子情報科で3年間培ったプログラミング技術の集大成にこれを作成することにした。いざ、研究を 始めてから分かったがコンピュータに思考させることは容易ではなく、製作は困難を極めた。不慣 れなJava言語を一から学び、使いこなせるようになった頃には、発表まで一ヶ月を切っていた。そ して私たちは、独自の戦略ゲームに取りかかった。
県工展パネル(1)(PDF形式)県工展パネル(2)(PDF形式)