大学校及び設置科 中国職業能力開発大学校 附属福山職業能力開発短期大学校電子情報技術科
課題実習の前提となる科目または知識、技能・技術 電気回路、電子回路、センサ工学、マイクロコンピュータ工学、マイクロコンピュータ工学実習、インターフェース技術、インターフェース製作実習、組込み機器製作実習
課題に取り組む推奨段階 マイクロコンピュータ工学、マイクロコンピュータ工学実習終了後
課題によって養成する知識、技能・技術

課題を通して、ロボットのハードウェア(電子回路、マイコン回路、Arduino)の設計製作、ソフトウェア(Processing言語)の設計制作技術についての実践力を身に付けます。

製作の目的と概要

総合制作実習において、電子情報技術科で培ってきた2年間の経験を生かすためハードウェア、ソフトウェア両方を用いた物づくりをしたいと思いたちました。
そこで今注目を集めているマイコンボードの1つであるArduino(図1)を用いることにしました。
このArduinoは、最近流行している、フィジカルコンピューティング(体感するプログラミング)である開発環境を用いたものづくりができます。
さらに、Arduinoは開発環境とマイコンボードがセットになったシステムで、USBポートをあらかじめ備えているものもあるため選択の決め手となりました。
このArduinoを利用して、モータ制御による移動と、音楽再生機能を持ったPCで操作できる音楽再生ロボットを作成しました。

成果

2つのArduinoを用いて操作部と動作部を分けました。Arduino1で信号を送り操作して、Arduino2でロボットを制御しています。システム全体の概要を図2に示します。
 Arduino1はPC上の操作を受け取ることができるようにProcessingにてプログラミングし、Arduino2ではArduino言語でプログラミングを行っています。
開発環境を表1に示します。
Processingを用いるため図3に示すようなGUIのコントローラによって操作することができます。

★ロボット機構(プログラム)
Arduino1からの信号を受け取りモータを動かします。
「前進」「右旋回」「左旋回」「停止」「速度制御」の機能を組み込んでいます。
「速度制御」については、PWM制御を用いています。

★音楽再生
音楽再生は圧電素子に入力する周波数を調整することで特定の音階を表現しています。

集中実習期間を利用して、5人で分担を決めて作成を行ったため、作業を分担して行うこと、進捗状況の管理などについて学ぶことができたのではないでしょうか。
Arduinoを用いた“音楽再生ロボット”の製作(H22)の画像1
図1.Arduino Duemilanove
Arduinoを用いた“音楽再生ロボット”の製作(H22)の画像2
図2.システムの概要、図3.Processingにて作成した操作画面
Arduinoを用いた“音楽再生ロボット”の製作(H22)の画像3
表1.開発環境