第62回仙台市児童・生徒理科作品展において
ものづくり講座 受講生8名が入賞しました。

2015年10月10日(土)~10月18日(日)にスリーエム仙台市科学館で開催された第62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)科学工作の部・研究の部において、ものづくり講座の受講生8名が入賞しました。受賞者と受賞内容は下記の通りです。
[教育長賞]
吉村 太一くん(仙台市立台原中学校2年/受講歴5年3ヶ月/ものづくり検定3級ハード)
金子 佑樹くん(仙台市立五橋中学校2年/受講歴3年3ヶ月/ものづくり検定4級ソフト)
小野 陽菜多さん(仙台市立長命ヶ丘小学校6年/受講歴2年4ヶ月/ものづくり検定5級)
千葉 裕翔くん(仙台市立南光台小学校5年/受講歴2年7ヶ月/ものづくり検定6級)
金子 尚叶くん(仙台市立富沢小学校3年/受講歴1年2ヶ月/ものづくり検定4級ハード)
[部会長賞]
國井 悠成くん(仙台市西多賀中学校1年/受講歴4年1ヶ月/ものづくり検定4級ハード)
二階 由宇太くん(仙台市立北六番町小学校6年/受講歴3年3ヶ月/ものづくり検定4級ソフト)
鈴木 希望くん(仙台市立錦ヶ丘小学校4年/受講歴3年1ヶ月/ものづくり検定7級)

仙台市児童・生徒理科作品展とは

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、各学校の審査を経て選ばれたものを仙台市科学館に展示する展覧会です。出展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選ばれます。

科学工作の部の審査基準

【科学工作の部】
・科学的な考え方やしくみを使っているか
・自分なりのアイディアに基づいているか
・自分なりにいろいろな工夫をして作っているか
・しっかり動くか
・ていねいに仕上げているか
【研究の部】
・研究のねらいがはっきりしているか
・自分なりに工夫していろいろな方法で実験・観察・調査をしているか
・実験、観察、調査を積み重ねたり比べたりして結果を確かめているか
・結果を整理してわかりやすくまとめているか
・結果からわかったことや考えたことをしっかりまとめているか
(仙台市科学館 理科作品展 審査の観点より抜粋)

ものづくり講座受講生の受賞作品の紹介

作品名:Taoren-dako(倒れんダコ)

仙台市立台原中学校2年
吉村太一

作品概要

 先日飾っていたトロフィーが落ちてしまいました。そこで僕は落ちたり落ちそうになったときに警告してくれる装置を作ろうと思いました。
 今回揺れを感知するのに使ったのは加速度センサというものです。これは物質がどれほどの加速度で動いたのかを測るものです。
 この装置の名前の由来は、今まで4年生から作ってきた作品すべてに生き物の名前を使用しているので、吸盤をタコの吸盤に見立てました。

製作の動機

 僕の家ではタンスの上にトロフィーなどを置いています。しかし箪笥は組立式で少しぶつかっただけでも大きく揺れてしまいます。そのため先日トロフィーが落ちてしまい踏んでしまいそうになりました。
 幸い傷などはなかったのですが、「もう一度落ちてはまずい。」と思い落ちそうになったときや落ちてしまったときに警告をしてくれるものがあると便利だなと思い、この作品を作ろうとおもいました。

製作期間

2ヶ月

使用方法

1.倒れると困るものに、蝶番を上にして吸盤をつける。
2.スイッチを入れる。
3.少し揺れると低い音がなり、倒れると高い音がなる。

使用上の注意

・乱暴に扱わないでください。破損の恐れがあります。
・対象物が近すぎると反応しません。気を付けてください。
・ものによっては反応しないことがあります。
・床から距離が離れているためある程度低い物は感知できません。
・電圧が下がってくると音量が小さくなります。

回路図

苦労した点

・軽量化
 今回は軽量化のために自分でケースを作ろうと思っていました。最初はアクリルカッターでアクリル板を加工しましたが、断面が綺麗に整わず、うまく組み合わせることができませんでした。そこで前からやりたいと思っていたレーザーカッターを使おうと思いう講習会を受け、アクリル板を加工し、今回作ったものに合ったケースを自分で作りました。
・センサの感度、音
 今回一番苦労したのはセンサの感度です。加速度センサは一定時間の間にどれくらい速度が変化したか(加速度)を測るものです。どれくらい動いたら危険とみなすのか、また落ちたとみなすのか、それらに反応する値を手探りで探すのに苦労しました。
 また、危険とみなし、落ちたことを感知したときになる音も調べたり、試してみました。その結果耳に残りやすいと感じた、低い「ソ」と高い「ド」に設定しました。

工夫した点

・軽量化のためにレーザーカッターを使い今回作ったものに合ったケースを自分で作りました。
・反応する加速度の値を調整し音も自分で設定し人の耳に残り区別しやすい低い「ソ」と高い「ド」にしました。
・吸盤を使い平面がある物には何でもつけられるうおうにしました。蝶番を使い電池効果ができるようにしました。

感想

 今回は昨年の「赤外線」とは違い「加速度」というあまりなじみのないものでとても苦労しました。
 また、軽量化のためにレーザーカッターでケースを作るのにも苦労しましたが完成してよかったです。
 今まで僕が作ってきた作品にはすべて、生き物に関する名前をつけてきました。そして今回の作品は、吸盤を持つ生き物といえば「タコ」と思い、タコは足を切られても動くので、タコのように何かあってもしっかりと動いてほしいという願いを込めて「Taoren-dako」としました。しかし時間の都合上、蓋を固定することができなかったこと、吸盤がとりにくくなってしまったことが、少し残念です。この装置で今後もトロフィーを守ってほしいです。
 これからはもっとたくさんおセンサを学びセンサを複数積み。もっと複雑な作業ができるものを作りたいです。


作品名:電子おみくじ箱

仙台市立五橋中学校2年年
金子 佑樹

作品概要

 電源を入れるとルーレットが始まります。そして、スイッチを連打するとルーレットが止まり、LEDで結果が表示されます。
 様々な点灯パターンでLEDが光る。マイコンによりLEDの点灯を制御している。

製作の動機

 僕はこのごろ毎年、初詣で「中吉」や「末吉」を引いてきました。しかし、その日ごとに運がいい日と悪い日があり、1年間ずっと中吉や末吉が続くというわけではありません。毎日占ってくれるおみくじを作りたいと思ったのが動機です。

使用方法

1. スイッチを入れるとルーレットが始まります。
2. スイッチを連打すると、結果が表示されます。
3. 結果が表示されたら、スイッチを切って下さい。

使用上の注意

マイコンや電池のスナップを外さないでください。

回路図

工夫した点

・ルーレットを途中で止めて、結果をほぼランダムに表示するために、プログラムでbreak文を使いました。
・両面にはんだ付けすることができる基板を使ったため、必要な分だけしか穴をあけないようにすることができました。

感想

 製作の中で失敗や立ち止まる場面がありましたが、なんとか完成させることができました。
 プログラム上、連打しなければ結果を表示することができませんでしたが、結果的にありがたみが生まれたのでよかったです。
 来年は今年より実用的できれいなものを作りたいです。


作品名:会議でお茶や資料などを運ぶロボカー

仙台市立長命ヶ丘小学校6年
小野 陽菜多

作品概要

 大人数の会議の中で、お茶を配る人の大変さを思い、それを軽減しようということから製作を意図したロボッカーである。お茶や資料が受け取りやすいように「走る」「止まる」をちょうどよいタイミングになるように、動きがプログラミングされている。

製作の動機

 大人数での会議の中、お茶を配る人がとても大変そうに思いました。会議中でも話を中断することなく、お茶や資料を配ることができたらいいと思い、この作品を作ろうと思いました。

製作期間

2ヶ月

使い方

1. モーターカーの上のお盆にお茶や資料をのせてトグルスイッチで電源をつける。
2. テーブルの上で走らせる。
3. 止めたい時はトグルスイッチの電源を切る。

使用方法

スライドスイッチを「オン」にする。

回路図

工夫した点

・開け閉めができる透明なプラスチックの入れ物に回路を入れることで、回路を見やすくし、メンテナンスがすぐできるようにしました。
・走っているときは緑のLED、止まっている時は赤のLEDランプが点灯するようにして、お茶や資料を取る人にわかりやすいよう工夫しました。
・複雑になる2つの回路を1つの回路にして、種類別に色分けをしました。モーターは赤と青、LEDは黄にしました。その他のショートしにくい場所はできるだけすずめっき線ではんだ付けして、回路をわかりやすく工夫しています。
・低速ギアを使って、時間制御のプログラミングをすることにより、ゆっくりととなりの人へ、となりの人へと「走る」「止まる」を繰り返します。止まっている間にお茶や資料が取れるように、早すぎず、ゆっくりすぎず、時間制御のプログラミングをしたところが、最大のポイントです。

苦労した点

・複雑な回路なので、配線がうまくいかずになかなか動きませんでした。何度も何度も回路を作り直したところが苦労しました。
・完成まぎわでモーターの不具合があって、うまく進まず、夏休み最後の日まで手直しと調整をして、とても苦労しました。完成することができて安心しました。

感想

 今回は時間制御と回路をしっかり作るということに力を入れました。手動でのスイッチの入切を改善する時間がなかったのが残念ですが、次回はリモコンや人体感知などの機能も入れて、さらにパワーアップした作品を作りたいです。


作品名:打ち上げ花火

仙台市立南光台小学校5年
千葉 裕翔

作品概要

基板に配置したLEDを点滅させ、花火を表現した。点滅させる際、マイクロコントローラーを利用し、プログラミングを行った。点滅の長さやタイミングを研究し、工夫してプログラミングを行った。

製作の動機

今までに作ったものを組み合わせてみたかった。

製作期間

1ヶ月

回路図

苦労した点

・マイコンのプログラミングで、内側の花火から順番にLEDが点滅するように組み立てたつもりが、外側からの光るプログラムになってしまっていた。修正が難しかったです。
・LEDの取り付けがあと1つのところで、LEDが光らなくなってしまいました。原因は配線のつなぎ方が違っていたためでした。完成間近だと思っていたので、焦りを感じました。

感想

今回の作品作りを通し、時間の製作では以下のようなことに取り組んでみたいと思いました。
・LEDを光らせるタイミングを早くしてみたい。
・LEDの数を増やし、迫力のある花火になるように作ってみたい。


作品名:LED光ファイバーしおふきクジラ

仙台市立富沢小学校3年
金子 尚叶

作品概要

日本人が、青色LEDを発見したことから興味を持ち、LEDを使った電子工作をやってみたいと思いました。LEDの青い光が光ファイバーを伝わって、その先端まで光が届く時がとてもきれいだと思いました。

製作の動機

LEDの本を見て、LEDの点滅を取り入れた海の生き物を作りたいと思いました。

製作期間

4ヶ月半

回路図

使用方法

1. ケースを水平な台の上にのせる。
2. ゴムバンドを外す。
3. 上の透明なケースをゆっくりと外す。
4. クジラ本体の上部のトグルスイッチをONの方に倒す。するとLEDが点滅し、光ファイバーのしおふきがキラキラと光る。
5. 光をけすときは、トグルスイッチをOFFの方に戻す。
6. 使わないときは、かならずスイッチをOFFにして透明なケースをかぶせる。
7. ゴムバンドをもとにもどし、ケースと土台をしっかり合わせる。

工夫した点

LEDに光ファイバーのたばを取り付けたことです。

苦労した点

LEDを点滅させる抵抗の組み合わせがわからず、時間がかかりました。

感想

スイッチを動かしてみて、LEDの青い光が光ファイバーを伝わって先たんまでとどくのがすごくきれいだと思いました。


作品名:エアホッケー

仙台市西多賀中学校1年
國井 悠成

作品概要

 プロペラの風力とたまの重さの関連性を調べ、たまが浮いてスムーズに動くように工夫しました。また、LEDの配線の正確性を研究しました。電子工作が好きなので、楽しく製作できました。

製作の動機

空気の力でたまを浮かせて打ち合い、点数を競うゲームを作ってみたかった。点数をLEDで表示してみたかった。

まとめ

 最初はプロペラ1つで作ろうと思っていましたが、パワーがなくてうまくいきませんでした。そこで、プロペラを4つにして作ってみました。1つのときよりもうまくいき、とてもよくたまが浮きました。
 たまの工夫は、最初は厚さ7mmのバルサで作っていました。でも、重すぎてあまりうまく浮きませんでした。そこで、バルサのたまを削って厚さ3mmにしてみました。すると、あまりにも浮きすぎて打ちづらくなってしまいました。そこで、加工しやすく軽い発泡スチロールを使って作ってみました。発泡スチロールのたまは3種類あります。1つ目は、発泡スチロール3枚重ね。2つ目は2枚重ね。3つ目は1枚です。一番うまく浮いて打ちやすかったのは発泡スチロール2枚重ねでした。


作品名:もぐら叩き

仙台市立北六番町小学校5年
二階 由宇太

作品概要

 昨年も電子回路を使ったものを製作し、もっとだれもが楽しめるものを作りたいと考え、電子回路を使っていつも自分が遊んでいるゲームの製作に取り組んだ。また、基板の裏の配線を守るために回路保護用の基板を取り付けた。

製作の動機

 前回も電子回路の作品を提出させていただきましたが、もっと誰もが楽しめるものはないのだろうかということを探求していました。その結果、いつも遊んでいるゲームを自分で作ってみてはどうだろうかと考え、この作品にたどり着くとこができました。

製作期間

2ヶ月

工夫した点

この作品での工夫点は、基板を二重構造にして回路の破損を防いだり、モグラがタイミングよく押せているか確かめることのできるLEDをつけたことです。

苦労した点

苦労した点は、たまに接触が悪くなることです。

感想

 今回この作品を作ってみて、自分で作ることのおもしろさと、やりがいに気づきました。今の実力では、この程度の作品しか作ることができませんが、来年そしてその後にもさらに高度でさらに楽しむことのできる作品を作っていきたいと思っています。


作品名:緊急時用メガネ

仙台市立錦ヶ丘小学4年
鈴木 希望

作品概要

4年前の東日本大震災での苦労を思い出して、災害時に役立つ道具を作りたいと思い製作しました。夜に停電が起きて周りの安全が確認できなかった経験から、暗闇の中で目の前を明るく照らしてくれる、障害物を発見してくれるメガネを発想し、センサーやライトの位置などを工夫しながら作りました。

製作の動機

 4年前の東日本大震災を思い出して、あのような暗いときに役立つものを作ろうと思ってこの作品を作りました。

回路図

使用方法

1. 左のスライドスイッチを後ろにスライドします。
2. 白色LEDが光るので、可変抵抗のつまみを回してLEDの明るさを変えます。
3. 先端のタクトスイッチを押すと赤色LEDが光ります。

工夫した点

先端のボタンを押すと赤色LEDが光りますが、この時、白色LEDが消えるようにしました。

苦労した点

 前のタッチセンサーをつけるとき、視界が悪くならないようにビニールテープの貼りすぎをなくしましたが、タッチセンサーが安定していなくて大変でした。

感想

 これが災害のとき、使えるか心配ですが、このことをさらにいかしていきたいです。



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