ラジコンカーレースにより興味と意欲を持ちプログラミングが学べる実験教材の開発

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究の目的は、小さい頃から慣れ親しんだラジコンカーをパソコンから制御しコースを周回するタイムを競うことで、楽しみながらリアルタイム制御や並列処理プログラミングの基礎を学べる教材の開発である。この教材を使用すれば、実際に物が動いて結果が確認できるので、学生は興味を持ち意欲的にプログラミング学習に取り組むことができる。また、明確な目標となるラップタイムランキングを表示することで、競い合いながらプログラミング学習に取り組むことができる。まず、全長約50mmの市販の超小型ラジコンカーをUSBを介しパソコンから操作できるように改造した。このラジコンカーは、4種の制御信号を切り替えることで4台同時の走行が可能である。次に、本教材で使用するコースとして、1m四方の枠の対向する壁に25mmピッチの等間隔で赤外線発光ダイオードとフォトトランジスタを取り付けたものを作成した。位置検出ユニットでコースをマトリックス状にスキャンし、光が遮られる部分を検出することで車の位置を取得する。このユニットはAVRマイコンを使用し作成した。検出した位置情報はUSB-IOを介しパソコンに取り込む。この情報から車の位置を表示するプログラムを作成した。実際に車を走らせた結果、車の速度が相当遅い場合には、コース全体をスキャンし位置情報を取得することができた。しかし、車の速度を上げた場合、車の移動にスキャン速度が追従できなかった。コースの部分スキャンや、車の移動方向の先読み、などのプログラミングで対処を考えていたが、予想以上に遅れが大きく、装置自体の検出スピードを上げる必要がある。遅れの原因としてUSB-IOのデータ送受信の速度が考えられる。この速度を早くすることや、検出回路の改良が必要である。