順序回路の動作をCube-D(デジタル電子ブロック)で体感しよう!

Cube-Dのメイン画像

 

デジタル回路/論理回路を実際に動かしてみたいけれど、

  • ハンダ付けが苦手な方
  • ブレッドボードの配線が面倒と感じている方
  • ブロック教材だと組合わせ回路しか作れない思っている方

Cube-D(キューブディー)でスマートに順序回路を作ってみませんか?

Cube-Dとデジタルパペットを産業交流展2019に出展します

学生教育

講義をうける学生

論理演算、組合せ回路、順序回路、信号処理など退屈になりがちな座学の講義も、Cube-Dを使えば学生さんの理解度は格段に向上するはずです。

新人研修

新人研修

実体験できるツールがあれば、短期間の研修で大きな効果を上げることができます。Cube-Dはまさにうってつけの教材となることでしょう。

知育・遊び

親子でコミュニケーション

Cube-Dでお子さんと一緒に遊んでみませんか? 良いコミュニケーションが取れると同時にお子さんに論理的な考え方が自然と身に付きます。


Cube-Dとは


ベースボードと複数のブロックからなるデジタル回路学習キットです。機能ブロックと接続ブロックを回路集のとおりにボード上に装着するだけで(半田付け/多数の配線/プログラミングが不要)、タイマー、モータ制御、シンセサイザなど100種類の回路がそれぞれ5分程度で完成します。また、論理/四則演算、レジスタ、メモリ、センサ等の機能を使って、ユーザ様がオリジナル回路作成を何度でも楽しむことができます。順序回路が作れる唯一の電子ブロックです。


デジタルパペット操作


こんな方におすすめ


Cube-Dはこんな方にお勧めします。論理回路設計が必要になったエンジニアの方、効率的な回路学習ツールを探している社員教育担当の方、短時間で実践的な論理回路講義を行いたい教育関係者の方

作成できる回路例


6つのカテゴリ(光、カウント、センサ、音、モータ、理論)に分類した回路例の一部を示します。応用回路集100には100通りの回路例を載せてあります。1回路あたり5分程度で作成が可能です。

Cube-Dで作成できる回路例の表

回路の作り方


回路図は通常、複数の単機能とそれらの接続情報が記載されています。Cube-Dでは、この単機能をブロックに割り当ててベースボード上に取り付け、接続ブロックで配線を行うことで回路を作ります。

Cube-Dでの回路の作り方説明図。回路図を単機能に分割し、それぞれの機能をブロックに割り当てる

ブロックはベースボードに差し込み回転することで固定されます。このとき、ブロック裏面のバネとベースボードのパッドが接触して電源/GND/CLKが電気的に接続され、隣り合ったブロック間も電気的に接続されます。取外しは逆方向に回転して引き抜きます。

ブロックの着脱方法
ブロックの裏面

下の動画では、1bitカウンタ出力にLEDがついた回路を例にとり、ブロックの装着および取り外しを行っています。ブロックは裏面にも装着することができます。

100回路も作れる理由


アカデミックモデル25ブロックセットには、マルチブロック9個、センサブロック2個、8LEDブロック1個、モータブロック1個、接続ブロック12個の合計25ブロックが入っています。25ブロックのみですが、次の理由により、100種類以上の回路実験を実現することができます。

 

(1)ブロック機能が変更可能

ブロックは簡単な操作でその機能を切替えることができます。これにより、ブロックを有効に活用できます。マルチブロックはLED機能を含む50種類から一つを選べます。また8LED/メロディブロックは3種類、光/温度センサブロックは3種類、加速度センサブロックは2種類の機能を選択できます。下の動画ではカウンタブロックを乱数発生ブロックに切替えています(ボード左下は機能切替専用領域)。機能切替後は忘れないようにブロック上面に専用の機能シールを張替えます。

 

(2)バス信号も1線で接続

例えば8bitカウンタ出力を演算するには、通常8本の信号線を別の演算素子にそれぞれ接続する必要があります。そのままブロックで実現すると、巨大なベースボードと多数の接続ブロックが必要になってしまいます。Cube-Dではブロク内でシリアル⇔パラレル相互変換を行い、ブロック間では8bitのバス情報も1本の電気信号線で接続します(特許:第5678226号)。これにより配線にかかわるリソースを大幅に削減できるのです。

 

(3)表裏2面に実装可能

ベースボード表面は左下を除いて24個のブロックが実装できます。裏面にも装着できるため、表裏合わせて最大で48個のブロックが装着できます。配線の自由度は高いですが、ブロックだけで配線できない場合には、ベースボード上のスルーホールを使ってジャンパ線による配線も可能です。

ブロックの種類


ブロックは3種類の接続ブロックを除いて5種類の機能ブロック(①マルチ、②8LED/メロディ、③モータ、④光/温度センサ、⑤加速度センサ)があります。機能ブロックは、必要に応じてその機能を切替えることができるので、ブロックを有効に活用できます。

 

①マルチブロック

このブロックがメインのブロックで、論理演算、四則演算、カウンタ、メモリ、LEDなど50種類の機能が選べます。一度機能を切替えると次に切替えるまで電源を落としても機能は変わりません。


②8LED/メロディブロック

8LED/メロディーブロックは、①8bit入力の2進変換LED表示機能、②レベルメータ機能、③電子オルゴール機能(8曲)の3種類から一つを選択できます。


③モータブロック

モータブロックはマイクロDCモータとドライバ回路が入っており入力のH/Lレベルに応じてOn/Offの制御ができます。Dutyパルスを入力することにより回転数も制御できます。


④光/温度センサブロック

光/温度センサには、赤外線光センサ、赤外線LEDと温度センサが搭載されていて、①近接センサ、 ②明暗センサ、③温度センサの3種類から一つを選択できます。


⑤加速度センサブロック

加速度センサは、3軸の加速度センサが搭載されていて、①2軸傾きセンサ、②2軸加速度センサのどちらかを選択できます。


ベースボードの機能・仕様


ベースボードはブロックを固定すると同時に、ブロックに3V電源(裏面に単三電池ボックス)、GND、クロックを供給します。クロック発振機能(1Hzから50KHz)、4桁数値表示機能、スピーカドライブ機能、3chの定数値出力機能、スイッチ入力機能、ブロックの機能切替機能など、回路動作に必要なハードウェアをコンパクトに納めています。クロック周波数の切替や10進/16進表示切替などは3つのスイッチにより行います。

Cube-Dベースボードの機能説明図
  1. 入力用スイッチとしての役割の他に、ベースボードの各種パラメータ設定に使います
  2. ペースボードの動作モードを切り替えます
  3. 主に比較器の入力用の定数値を発生します(3ch独立)
  4. スイッチ1のOn/Offレベルが隣接ブロックに入力されます。ジャンパで飛ばすことも可能です
  5. スイッチ2のOn/Offレベルが隣接ブロックに入力されます。ジャンパで飛ばすことも可能です
  6. ブロックの機能切替用の特殊領域です
  7. ブロックが装着可能な領域です。ブロック切替領域を除く両面で最大48個装着できます
  8. ボードに共通のクロック信号は、ジャンパ線で別ボードに接続することが可能です
  9. ここに入力された周波数パルスでスピーカーをドライブします
  10. 数値表示用の2つの入力ポートです。
  11. 電源スイッチです。モードスイッチを押しながらONするとブロック機能切替モードになります。
  12. マイクロスピーカです。
  13. 4桁の7セグメントLEDで2桁毎に数値を表示します。

製品


Cube-Dアカデミックセット(25blocks)

Cube-Dアカデミック25ブロックセットの全体写真

マルチブロック機能を50種類以上に増やし、加速度センサブロックを追加した理系学生様向けのセットです。100以上の応用回路が楽しめます。

 

ベースボード x 1

ブロック 25

 マルチ x 9、光/温度センサ x 1、モータ x 1、

 8LED/メロディ x 1, 加速度センサ x 1、

 接続 x 12 

その他付属品

 スペーサ/ネジ x 4

 ジャンパ線 x 5

 ブロックシール x 2 

 簡易マニュアル 

 ※電池、サーボモータは含まれません

 

 未来ショッピング公式ストア楽天Yahooヤマダモールにて販売中(22,800円 税込み)。法人・個人事業主様向けに請求書払いによる決済も可能です。「お問い合わせ」よりご連絡ください。


Cube-Dアカデミックセット(35blocks)

Cub e-Dアカデミック35ブロックセットの全体写真

マルチブロック機能を50種類以上に増やし、加速度センサブロックを追加した理系学生様向けのセットです。ストレスなく100以上の応用回路が楽しめます。

 

ベースボード x 1

ブロック 35ブロック

 マルチ x 16、光/温度センサ x 1、モータ x 1、

 8LED/メロディ x 1, 加速度センサ x 1、

 接続 x 15

その他付属品

 スペーサ/ネジ x 4

 ジャンパ線 x 5

 ブロックシール x 2 

 簡易マニュアル 

 ※電池、サーボモータは含まれません

 

 未来ショッピング公式ストア楽天Yahooヤマダモールにて販売中(32,800円税込み)。 法人・個人事業主様向けに請求書払いによる決済も可能です。「お問い合わせ」よりご連絡ください。