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Cube-D PGとは
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- 小学校からプログラミングを学ぶ時代になりました。ブロック遊び感覚でいつの間にかプログラミングが身につく魅力のある教材をと考えて開発しましたが、大人も十分に楽しめる商品になりました。お子さんと一緒にプログラミングを楽しんでみませんか？
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特徴
- ■子供から大人まで楽しめる！
■ロボットカー（組立キット）、プログラミングボード、ブロックのセット
■ロボットカーは2輪駆動、光センサ3個搭載、サーボモータ3個まで搭載可能
■ブロック組合わせだけで最大80ステップ（コマンド）のプログラミングが可能
■逐次処理だけではなく条件分岐や多重ループも使える
■プログラミングボード上でデバッグ（修正）も行える
■プログラムは1ブロックに集約でき、ロボットカーに載せると動き出す -
ロボットカー（表）
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- 車体の上面アルミプレート（全長10㎝）に、CPUボード、モータドライバ、電源スイッチ、側壁検知用の光センサ#0を取り付けます。
ドライバ1本で容易に組み立てできるキットです。プログラミングボードで作成したプログラムは「まとめブロック」に集約しロボットカーのCPUボードに取り付けます。電源を入れると「まとめブロック」内のプログラム通りに動きます。CPUボード上の白ボタンを押すとプログラムが一時停止します。 -
ロボットカー（裏）
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- 下面アルミプレートには車輪（直径6cm）付きの左右2つのモータボックスと、ボールキャスタ、電池ボックス（単4電池3本）、光センサ2つを取り付けます。
光センサ#1は前方障害物検知用、光センサ#2は床面白黒判定用です。 -
プログラミングボード
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- 16cm x 14cmサイズで、ブロックが25個装着できます。
ただし、右上は「まとめブロック」書込み専用、また左下はブロックコマンド・パラメータ書換専用です。プログラムは左上ブロックから開始し、ブロックの矢印方向に順次移っていきます。現在実行中のブロックはブロック中央のLEDが点灯します。
また、4桁表示器には、左右のモータ速度（回転方向含む）およびサーボモータ目標値が表示され、3chのセンサは3つのスイッチに置き換わります。従って、プログラミングボード上でビジュアルなデバッグが行えます。
デバッグが完了したら、ブロックを専用領域に装着して電源を入れます。するとプログラムが1ブロックに瞬時に集約されて「まとめブロック」が出来上がります。 -
ブロック
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- 1辺が2cmのブロックで内部に小型マイコンと2色LEDを搭載します。プログラミングボードに装着することで裏面の接点ばねを介して電気的にも接続されます。前進や回転といった最小単位のコマンドがこのブロックから出力され、複数ブロックの連結で複雑な動きをプログラムできます。
コマンドは17種類あり、プログラミングボード上の簡単なボタン操作で好きなコマンドにブロックを切替可能です。ブロックのコマンドを変更した場合、機能を表すシール（再剥離可能）をブロックの上面に貼り付けます。 -
17種コマンド一覧
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- 青色は左右のモータ回転方向を変更するコマンドです。2つの三角形は左右の車輪の進む方向を示しています。
赤色は処理の流れを変えるコマンド、橙色は各種設定を行うコマンドです。黒色はブロック内メモリに記録したコマンドを順番に再生するものです。まとめブロック書込み専用領域に装着時はワーク領域に装着した複数ブロックの情報を読み出してメモリに記録します（最大80コマンド）。
各ブロックにはパラメータが1つだけ設定できコマンドの種類に応じて例えばループ回数などが指定できます。 -
プログラミング
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手順
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- ロボットカーを動かすまでの基本的な手順は次の通りです。
①ブロックをプログラミングボードに装着
②ブロックLEDと表示器情報よりデバッグ
③プログラムをブロック1つに集約
④まとめブロックをロボットカーに装着
⑤ロボットカーの電源ON -
逐次処理
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- 正方形の枠外にある三角形が次に動作するブロックを示しています。大きな右向き三角印のある左上ブロックからスタートします。例では｛前進、右回転｝のセットを4回実行するループや分岐のない逐次処理です。黄色は現在の実行コマンド（ブロック）の位置を示しています。
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ループ処理
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- ＜逐次処理＞の例のように複数ブロック処理を何度も繰り返す場合、ループブロックを使うとブロックの数を削減できて便利です。
例では前進と右回転のセットを4回繰返し、続いて前進と左回転のセットを4回繰り返しています（ループブロック上の数字はループ回数）。繰返し回数はループブロックのパラメータとして設定します。 -
２重ループ処理
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- 2重ループ処理を行う場合には、内側のループ処理をいったん1つにまとめ、ループブロックの下に配置します。多重ループの処理も同様です（最大10多重）。
例では、＜ループ処理＞の説明で使った処理をまとめてブロック化して、この「まとめブロック」のあとに前進と回転を接続して全体を外側ループで2回繰り返しています。
ループブロック上の数字は外側ループ回数、「まとめブロック」横の数字は内側ループ回数を示しています。 -
分岐処理
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- 条件分岐ブロックはセンサの検出値に応じて次に実行するブロックを切替えることができます。例では、車体の右側面の光センサ#0の検出時(右に障害物あり)に左(壁から離れる)、未検出時(障害物なし)は右(壁に近づく)に動くことで、壁に沿って移動します。
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こんな動きが楽しめます！
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ライントレーサー
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- 裏面の光センサ#2により黒ラインの境界をトレースするようにプログラムしています。
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透明虫かご
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- 裏面光センサ#2によりラインを検知すると方向を変えるようにプログラムしています。テントウムシが虫かごの中で出口を探して動き回っているイメージです。
※ テントウムシのペーパークラフトは弊社HPより無料でダウンロードできます。 -
臆病ねずみ
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- 光センサで前方に障害物を検知するまで直進します。障害物を検知するとスピードを上げて逃げ出します。
※ ネズミのペーパークラフトもHPから無料でダウンロードできます。 -
迷路脱出
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- 光センサ#0を使った右の壁に沿って進む処理と、光センサ#1で正面に壁を検知すると左回転するようにプログラムしました。
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恐竜ロボ
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- 2軸のサーボモータ台座に恐竜のペーパークラフト（※ 無料ダウンロード可）を載せ、恐竜が歩く様子をイメージして動きをプログラムしました。
※ 恐竜ロボを楽しむためには、サーボモータが必要になります。
リワードの「Cube-D PG 25ブロック＆サーボモータセット」をお求めください。それ以外のセットの場合、市販のサーボモータ２つとサーボブラケットを別途ご購入下さい。 -
ロボットダンス
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- 3個のサーボモータにそれぞれ頭、右腕、左腕を装着してロボットの上半身を作ります。タイヤの動きに合わせて腕と頭を振ってダンスを行います。
※ ロボットダンスを楽しむためには、サーボモータが必要になります。いずれかのリワードの他に、市販のサーボモータ（SG-90）3つを別途ご購入下さい。 -
仕様
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FAQ
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文部科学省の「小学校プログラミング教育」の指導要領に準拠していますか？
- 小学校プログラミング教育の手引き（第三版）には下記の例題があります。Cube-D PGでプログラミングして車の動きでその正しさを確認できます。
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80ステップのプログラミングが本当に可能ですか？
- プログラミングボードに装着できるのは特殊領域を除いて最大23ブロックです。このため一度に80ステップのプログラミングはできません。
しかし、例えば5ステップのプログラムを1個にまとめ、別に6ステップのプログラムを1個にまとめ、次にこの2つを並べて再度まとめると、5+16=11ステップのプログラムが出来上がります。
これを繰り返すことで比較的小さなボードと少ないブロックでも数十ステップのプログラミングが可能になります。 -
「まとめブロック」の再集約は、何回まで可能ですか？
- ステップ数上限に達するまでなら回数に制限はありません。
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アルカリ乾電池より電圧の低い充電池は使えますか？
- はい、使えます。モータは電源の電圧にも依存するため若干スピードが低下します。CPUボードおよびセンサ電源はレギュレーションしているので問題はありません。
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ブロックだけでもっとプログラミングしたい
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- 初めまして、開発者の本間です。
ここまでお読みいただき、ありがとうございます。
今年から小学校でのプログラミング教育が必須化されました。これに対応して多くのメーカーからプログラミング教材が提案されています。特に、ブロックやカードにコマンドを割り当ててこれを順番に並べてプログラミングを行う教材は、直感的でPCがなくても学習できるので導入には最適です。
しかし逐次処理の次のステップ（処理の流れの制御）に進み見たい場合は、PCやタブレットに接続してプログラミングをしなければならず、少し残念に思っていました。ブロックだけでもっとできるのでは......と。
以前開発したデジタル回路学習用の電子ブロック「Cube-D」は、小型マイコンを搭載したブロックを連結してデジタル回路を作成するもので、現在、理工系大学様の論理回路の講義に利用いただいています。
昨年、ある展示会出展時に来場者の方から「プログラミングに使えないの？」という質問を受けました。検討を重ねた結果、Cube-Dのハードウェアをプログラミング学習用途に応用すると、分岐やループも実現できることが分かりました。特許出願（特願2020-50093）と試作開発を進め、今回の「Cube-D PG」のプロジェクト公開に至りました。
「Cube-D PG」で多くの方が楽しみながらプログラミングの概念を理解いただけたら幸いです。
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株式会社ハレルヤ