道路交通信号のプログラミング教材

中学校技術の内容「D 情報の技術」で扱う計測・制御のプログラミング教材の一つとして，道路交通信号（押ボタン式＋感知式）を2021年度に開発しました．附属中学校との共同研究です．

基板上にT字路交差点（写真の水平方向が交通量の多い幹線道，垂直方向が交通量の少ない市町村道と見立てています）を描画し，その交差点の道路交通信号（車道用，歩行者用）をLED実装しています．

サンプル動画です：

micro:bit V1及びV2のどちらでも動作します．プログラミング言語はPythonです．Makecode Blocklyでもプログラミングできると思います（未検証）．

一度に全部の信号を考えるのは難しいと思いますので，（片方の）歩行者用→（片方の）車道用→（片方の）歩行者＋車道→全体→押しボタン式→感知式と順を追って実習していくのが良いと思います．

超音波センサを取り付けるゲートは，トイレットペーパの芯と割箸で安直に作りました．トイレットペーパの芯は，立てた際に重心が低くなるようシリコンシーラントを下から1cm程度のところに2cm程度の厚みで充填しています．また最下部にハサミで切り込みを入れ，ここに輪ゴムを引っ掛けて上部で割箸を止めるようにしています．

問題点は， 使用した超音波距離センサRCWL-1601にはI2C接続のバージョンもあるということです．調達する際に間違えないようにしなければいけません．「Adafruit 4007（ADA-4007）」を調達します．Digi-Key，Mouser，マルツ，共立等で扱っています．

よく知られたHC-SR04は5V動作が標準なので本装置には適用できないのですが，秋月電子で扱っているコレは3V動作を謳っているので利用できるかもしれません．うちでは保有しておらずテストできないので，どなたか人柱を募集します（笑）

回路図（PDF）はこちら．本機ではプリント基板を外注製造しましたが，micro:bit用ブレイクアウトボード（例えば秋月電子のこれ）を用いれば，LEDと抵抗はソルダーレスブレッドボードに実装して使うこともできます．LEDはOptoSupplyの5mm及び3mmの赤・黄緑・黄色のLED（秋月電子で100本袋入で売っている安いもの）を使っています．

Pythonのサンプルコード一式（zip）はこちら．ライセンスはCC BY-NC-SA 4.0 Internationalです．

プリント基板のデータ（KiCAD，zip圧縮）はこちら．P板.comのデザインルールで作成しています．こちらもライセンスはCC BY-NC-SA 4.0 Internationalです．

なお，本研究の成果は紀要論文として公開しています．