第58回 仙台市児童・生徒理科作品展において
受講生3名が「教育長賞」「部会長賞」を受賞しました

文責:佐瀬 一弥 (natural science ものづくり講座講師)

第58回 仙台市児童・生徒理科作品展(主催:仙台市教育委員会、仙台市小学校教育研究会理科研究会、仙台市中学校教育研究会理科研究会)において、 natural science ものづくり講座受講生の田代晃大くん(小学6年生、受講歴2年)が「教育長賞」、 菅井貴一郎くん(長町南小学校5年、受講歴2年)と平塚薫くん(大野田小学校5年、受講歴1.5年)が「部会長賞」をそれぞれ受賞致しました。

 仙台市児童・生徒理科作品展は、仙台市内の小・中学生が夏休みなどを利用して自主的に取り組んだ研究や製作した作品のうち、各学校で選ばれたものを仙台市科学館に展示する展覧会です。選ばれた作品の中でさらに審査が行われ、市長賞、教育長賞、理科研究部会長賞が決定されます。

 本報告では、田代くんより受賞作品のレポートをいただきましたので、掲載させて頂きます。
 田代くんは夏休みを使って、自主的にライントレーサの開発を行いました。ライントレーサの回路図の調査から、部品収集、回路製作、トラブルシューティングまで自分の力で行いました。うまくいかないときはものづくり講座の時間を使って講師に質問し、問題解決のヒントをもらいながら製作を進めていました。部品収集では、電子部品の販売店に足を運び、部品の性質を店員に聞きながら選定を行ったそうです。


ライントレーサー

仙台市立田子小学校
6年  田代 晃大

1、動機

以前,ロボットの大会で素晴らしい動きをするロボットを見て,とても感動した。ぼくもそのようなロボットを作成したいと思い,ライントレーサーを作ろうと思った。

2、製作期間

約1カ月半

3、使用した部品

4、組み立て方法

①ギヤボックスを組み立て,タイヤを取り付ける。
②ユニバーサルプレートにギヤボックスとボールキャスターを取り付ける。
③部品を基板に取り付け,配線する。
④最後に,基板を取り付け,ギヤボックスにモーターをはめ込む。

5、製作における工夫点や苦労点

苦労した点

①パワー不足
問題点 トランジスタがうまく働かず,モーターが回らない。
改善策 よりパワーが増幅できるトランジスタを取り付け,別電源を用いた。

②センサーが反応しない
問題点 LEDの光を紙に反射させ,フォトトランジスタに光を当て,進む仕組みだが,LEDが反射しない。
改善策 LEDを高輝度にし,光を強くした。

③スピードが速すぎる
問題点 スピードが速すぎて,センサーがついていけない。
改善策 ギヤボックスを低速にかえた。

工夫した点

①可変抵抗
 可変抵抗は,抵抗値を変えられる部品。これを使い,フォトトランジスタの感度を調節できるようにした。 ②ボールキャスター
 前輪にボールキャスターを用いて,より動きをスムーズにした。 ③LED
 苦労点でも記載したようにLEDの光を強くして,より反射させやすくした。 

<どのLEDがセンサーに反応するか反射実験結果>

回路図

〈回路図の説明〉

 フォトトランジスタは,光を感知し,スイッチの役割をする。この回路は,フォトトランジスタに光が当たるとスイッチが入りモーターが回る仕組みになっている。では,どうやって光を当てるかと言いますと,光は白の光には反射するが黒の光には反射しないので,下図の様に左側のLEDは黒線の上にあるため,モーターが制止する。右側のLEDは,白の部分にあるために,反射した光をフォトトランジスタが感知し,モーターが回転する。これを利用して,ライントレーサーを作成する。

6、感想

 製作途中で問題がいくつもあったが,何もトラブルなく完成した時よりも喜びや感動が大きい。最後まであきらめずに,自分の作りたかった作品を作成できたという達成感がある。今後は,マイコンを使い,さらに細かな動きができるようにして行きたい。



バケットカー

仙台市立大野田小学校 5年
平塚 薫

製作理由

この車を作って、この車を進化させてほかの原理を使ったりし組み合わせて生活に応用できるかなと思ったから。

今までの過程 (2011/07/29まで)

プレートに乗っている基盤はすべてものづくり講座で製作したもの。
でも、モータードライバが故障して動かなくなったので、トランジスタで製作しているところ。

製作計画

設計図

材料

工程表

① モータードライバを完成させる
② プーリーをつける
③ アーム用ギヤボックスをつける
④ アームを作り、つける
⑤ アームコントローラーを製作
⑥ アームギヤボックスに接続する基盤を製作
⑦ コネクタを製作
⑧ つなぐ

一番苦労したところ ~製作前 問題発生~

①アーム接続部がつながらない( 図1)
↓対処法
図2のようにする

②タイヤをプーリーで動かそうとすると、【リベット】というものが引っ掛かり、回らなくなる (図3)(重大)
↓対処法
ギヤボックスで動かす

一番工夫したところ  問題点・改善点

バケットの前方に隙間があり、物が取れなかったが、(図4) 腕の傾きを変えることにより、前かがみになって、物が取れるようになった。

製作期間

約1ヶ月

反省・感想

作って、問題が出てきたことがあったが、考えて、代用品を作って、それでやったり、向きを変えてやるとできたのでよかった。問題が出てきたときは見方を変えればわかったので、これからもそれを続けていきたいなと感じた。

ものづくり講座受講生の受賞歴一覧はこちらをご覧ください。



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