MTM04 出展作品紹介 「おとうさんの夏休みの宿題工作」

※MTM04会場で資料として配っていたものを公開します。MTM04の前日、と言うか当日の朝5時まで掛かって作成した資料で、簡単な内容しか記載されていません。詳細は後日、ゆっくりやります。
あ！、地味ネタですいません。
※もし理科の授業等で使ってみたいと言う方が居りましたら、御連絡ください。空いていればお貸しする事は可能です。

作品No.1

「チチオヤノイゲン」を取り戻す為に

これはリアルに今年の小学生の子供の夏休みの宿題工作でした。90%まで親が完成させる宿題って！。

子供の夏休みの工作として、オルガン型？貯金箱を作成してみました。 しかしなんで何時も夏休みの工作物の宿題は貯金箱なんでしょうね。 手っ取り早く工作を開始して、実際に動かしながらパラメータを決めたりとかするには、確かにArduinoはお勧めです。ですが、このフリースケールのHCS08マイコンも結構行けます。 今回使用したのはQD4ですが、ブレッドボード上の左の方にこじんまりと鎮座しているのがそれです。 このたった8pinしか無いマイコンですが、これでオンチップデバック機能の搭載や、4chのAD入力があったり、2系統のタイマー＋RTCとか、最大6本のGPIOとか利用できます。※勿論端子は複数の機能を選択して利用する必要があるので、全ての機能を使える訳では無い。 鍵盤（タクトスイッチ）は18鍵ありますが、8pinマイコンのポート全て使っても18鍵もの入力をデジタル的に取る事は容易ではないので（シリ/パラ変換ICを使うとか、使わないとか）、どうせ単音しか発音できないので鍵盤のスキャンはアナログ的に（A/Dコンバータを使うと言う意味）行う事とします。 18個のスイッチの入力を一本の線（A/D入力）で判断する為に19個の抵抗を使用しますが、この時に使用する抵抗値をちょっと工夫しないとA/Dコンバーターから出力される値が綺麗に揃わず、気持ち悪い事になります。 抵抗値を算出する計算自体は簡単なのですが、数が多いので手計算では面倒です。そこで「チチオヤノイゲン」を見せる為にエクセルを使ってさっと計算してしまいましょう。伊達に会社でエクセル使っていませんよね。 どうです、「チチオヤノイゲン」を見せつける事ができましたか。

作品No.2

「重力ボール」

ほら、理科の授業で重力とか習いますが、自由落下している時は0gになると言われても判らないですよね。
遊園地のアトラクションで落ち物系だと体で感じたりするのですが、あれが本当に0gなのか数値で出ないのでね。

こんな風にXBeeとマイコンと加速度センサーとバッテリーをボールの中に仕込んで、空中に放り投げる事で飛んでいる間の加速度を計測する事により、自由落下をリアルタイムで見る事ができます。 加速度はグラフで見る事ができます。出力される波形は、加速度センサーのX軸、Y軸、Z軸と、この3軸の合成波形です。空中を飛んでいる間、センサーがどの向きになっているのか「それは神のみぞ知る」なので、3軸の合成波形も必要となります。

作品No.3

「水深を測ろう」

水深を測る方法は色々有ると思いますが、これは圧力センサー（差動出力の気圧センサー）を使って水深を測ってみようと言う話です。別名「俺流スマートグリッドへの入り口」です。

1気圧は水深に換算すると約10mだと言う事は良く知られていますね。つまり水の中の圧力を計測する事で水深を測る事が出来るわけです。 このセンサーは二つの圧力入力の差分を出す事が可能なセンサーです。一つは水の中の圧力、一つは大気圧（1気圧ではない）とすると、現在の気圧を気にする事無く水深を計測する事が可能となります。 このデモも計測した水深はグラフにしてみる事ができます。ホースを上下すると、それに応じて波形も変化しますので、なかなか面白いかな！とは思います。 それでなんで「スマートグリッド」なのかと言えば、今まで2回お風呂の残り湯を洗濯機に組み上げるポンプの自動ストッパーを作ったのですが、どれもイマイチでした。停止するタイミングが時間でしか制御出来なかったからです。 ちょっと考えてください。水深を計測する方法として、洗濯層に何等かのセンサーを取り付ける方法、、、の場合、洗濯機自体の改造が必要で、面倒なので却下です。 ではフロートスイッチを使うのは！、これは意外と行けそうですが一つ解決できない問題が有ります。それは必ずしも洗濯層が空の状態で水を入れる訳では無い！と言う点です。既に洗濯物が入っている状態ではフロートスイッチは使い物になりません。 そこで今回の方式の様に単にホースを洗濯層に垂らしておけば、洗濯物が入っていたとしても殆ど問題無いでしょう。 この圧力センサーと電流センサーを組み合わせて、お風呂ポンプ第3号にチャレンジですね。

作品No.4

「意外と簡単、タッチパッドを作ろう」

材料は、マルツ等で売っている銅箔シートと、カー用品店で買えるカッティングシートだけです。

まず銅箔シートとカッティングシートを適当な大きさ、適当な形状に切ります。 それにリードを付けます。 で、それを適当な物に貼り付けてタッチパッドの出来上がりです。但し、銅箔面を直接手で触るのはズルなので、銅箔シートの上からもカッティングシートを張っておきます。調度カッティングシートで銅箔シートをサンドイッチする形になります。 元々シートなのでベースとなる物の形状には柔軟です。ただのスイッチではこうも行きませんよね。今回はヤカンをスイッチにしてみました。 作ったタッチパッドはマイコンのポートに接続して、手を触れない時と触れた時の充電時間の違いからタッチされた、されないを判断しています。簡単でしょ！。