マイコン初心者が色判定可能なマシンを作ってみた 第1話「仕様を考えよう！製作実習はじまる！！」

はじめに

こんにちは。はじめまして。平成31年・令和元年度の新人FAEの“四代目ビリーK”です。マクニカでは新人FAEに対して「製作実習」というミッションが与えられます。これは、モノづくりをサポートするFAEとして「実際にモノづくりを体験してみよう！！」という教育研修の1つです。「何を作るかを考える・ハードウェア製作・ソフトウェア製作」の大きく分けたこの3つを、約1ヶ月で体験します。ここでの経験をどう仕事に活かすか！！ワクワク、ドキドキです。では、製作実習スタートします。

 

製作条件

マクニカの製作実習は各カンパニーによって製作条件が異なります。私のカンパニーでは他に比べ条件が少なく、とても自由にモノづくりができます（自由な分アイデアを考える事が難しい、、、）。条件は以下になります。

• TI（http://www.tij.co.jp/）製のMSP430マイコンキットを使用
• C言語を用いてプログラムを作成・表示系をつける（7セグLEDやLCDなど）
• 何らかの割り込みプログラムを使用

 

何を作ろう？

何を作るか考えれば考えるほどアイデアが出てきます。しかし、期間が決まっています。人間誰しも与えられる時間は同じです。先輩方に相談し、与えられた期間内で出来る難易度を考慮すると、ほとんどがボツになりました。

例えば、

・ティッシュの残量を知らせてくれるマシン（ティッシュの銘柄毎に設定可能、残りの枚数（重さ）で残量お知らせ機能）
→ティッシュペーパー1枚の重量を感知できる精度のセンサーがないのではとの理由でボツ。

・郵便を無線通信でお知らせするマシン（郵便物が溜まったら、Wi-FiやBluetooth経由でお知らせする機能）
→通信チップが高い、マイコンを2台以上使用するので期間的に間に合うのか？何より面白くないとの理由でボツ。

・お掃除マシン（ゴミがいっぱいになればその場で排出、容量満タンまでの時間を計測し日々の美化に貢献する機能）
→本体（車体の部分）を作るのに時間がかかり期間内には間に合いそうにないとの理由でボツ。etc…

 

…難しい。実用的なモノは一旦置き、何か遊べる楽しいものにしよう。

…（ピカーン💡）ひらめきました！！この世界にありふれている「色」を使って、ゲームを作ろう！！

身近で何色かあって、遊べるものといえばそう！ルービックキューブ®です！！
「ルービックキューブ」を「色」で判断する。

 

先輩方に相談しボツになったアイデアと比べて、カラーセンサーを用いるのが面白い、1ヶ月で間に合いそうな難易度でマイコンやセンサー制御の勉強にもなるとの判断が下されました。よって、これが私の製作実習のテーマに決まりました。

 

スケジュールと作るモノをイメージ

作品名は「色判定マシン」（以下、作品と呼ぶ事にします）と決めました。「色判定マシン」の主な機能は

• カラーセンサーによる色判定
• 検知した色をフルカラーのRGB LED（後ほど紹介します）に反映
• ルービックキューブの各面の色を揃えるまでのタイムを計測／表示とすることにしました。

遊ぶときのイメージはこうです。

1. READY：各面の色が揃っていないルービックキューブを、箱の中に入れてふたをした状態
2. COUNTSTART：ふたを開けるとタイマーのカウントが開始され、ルービックキューブを取り出す
3. ENJOY：ルービックキューブの各面の色を揃える
4. COUNT STOP：色を揃え終えたら、ルービックキューブを箱の中に戻し、ふたを閉める

タイマーはカウントアップの他にカウントダウンも組み込む予定ですので、ある時間内に出来た所までを判定することも出来ます。何分以内にどこまで完成出来るか、友達と競う事も出来ます！

そして、何より大切なのは「デザイン」です！！作るモノのイメージが無いと進みません。こちらがイメージ図です。

7segLEDでタイマーを表示します。
カラーセンサーは、箱の壁面内部に取り付け、センサーにある白色LEDの光をルービックキューブの各面に当てて、返ってきた波長から色を判定します。そのデータをフルカラーのRGBLEDに反映させます（つまり、このRGBLEDは1つで様々な色を表現できます）。

例えば、ルービックキューブの緑の面をセンサーにかざすと、センサーは緑色のデータを取得し、取得データをRGBLEDへ反映させることで、LEDが緑色に光ります。

6面各々を順番にカラーセンサーでデータを取得し、RGB LED（6個）へ反映させ点灯させます。そうすることで、どの面が揃っていて、どの面が揃っていないかヴィジュアル的に見れる予定です。もし、グチャグチャな色の面であればどの様な色に点灯するのか、楽しみです。

続いて、もう一つ大切なものがあります。思い出してみて下さい、夏休みや冬休みの宿題、受験勉強、デートのプラン、、、そうです！！スケジュール（プラン）です！！

ドドン！

大きく前半にハードウェアを作成し、後半にソフトウェアを作成するというスケジュールを組みました。かなり、タイトです。特に、カラーセンサーで使用するI2Cという通信方式を初めて使うので、2日間で要のセンサー実験が終わるのか！？また、製品デバックが3日間で出来るのか！？ワクワクと不安でいっぱいです。

大学時代は、宇宙論や素粒子論を専攻していたので、電気電子関係とはほとんど関わらない世界にいました。本当に1ヶ月半で作品が完成するのでしょうか！？

それでは、ワクワクドキドキの製作実習に取り組みたいと思います。楽しみながら、激闘する姿をお楽しみ下さい！

次回は、第2話「カラーセンサーの実験をしよう！～はじめてのI2C～」です。

第2話を読む

※ルービックキューブは株式会社メガハウスの登録商標です。

 

マイコン初心者が色判定可能なマシンを作ってみたシリーズ一覧

第1話「仕様を考えよう！製作実習はじまる！！」
第2話「カラーセンサーの実験をしよう！～はじめてのI2C～」
第3話「ハードウェアを作ろう！～予想外の敵現わる～」
第4話「ソフトウェアを作ろう！～マイコンとの闘い～」
第5話「ま、さ、か、～最大のピンチ！！！～」
第6話「フィナーレ～技術商社のその先へ～」