小 松 原 恵 子 事1・ 小 野 肇*2・ 驚 藤 明 朗 キ3)
A trial to read out pH by V oice of Parsonal Computer Keiko Komatsubara， Hajime Ono， Akira Saito
1. はじめに
中学校及び高等学校の化学における中和滴 定の操作は，酸とアルカリの濃度や体積を変 えて中和反応を行い過不足無く反応したとき の濃度や体積の関係を見いだせることがねら いである.中和点、を知る方法として指示薬の 色の変化，試験紙の呈色， pHメーターでの 読みとりがある.
今回は視覚障害の生徒の学習の一助として 自作pHメーターで音声による数値の読み上 げが出来る装置を製作した.
2. pHメーターの製作
2‑1 回 路
図1が回路図で，中島哲人の自作pH計の 回路図(1)を使用した.図2がハンダ面を 示し，表 1は使用した部品リストである.
音声出力用に電圧出力を用意した.電池の 消耗を少なくするために外付けヒューズにした.
on openStack global SPortGlobals global speakmode
電極は，東亜電波の複合電極GC‑125Cを パソコンは， MacIntoshを使用した.
2‑2 製 作
本体は， 140X 100X60 m mのアルミ製シ ャーシに組み立てた.
メーターは，:t::50μAの電池計にpH0'"'‑'14 の目盛りを入れた.
3. パソコンとの接続と音声出力 3‑1 接続用結線器
読みとったpHの電圧を音声出力させるた めにマルチメーターと結線器をパソコンと pHメーターの間に入れた.
図3は，装置全体である.
3‑2 パソコンでの音声出力のためのプログ ラム
パソコンに入力された電圧のデータをpH に換算して出力した.表2は， pH値/電流 値・電圧値の換算表である.
プログラムを以下に示す.
configureSP ort modemPort， baud 1200， data 7， stop 20， parityOff， stripOff，'"'‑'strip‑ ControlsOff
*1 こまつばら けいこ 文教大学教育学部 材 お の は じ め 森 ビ ル 管 理
同 さ い と う あきら 埼玉県立和光養護学校
setSP ortBufferSize 10240 put "Man" into speakmode put empty into bg field "バッファ"
end openStack on closeStack
closeSPort end closeStack
‑・数字読み上げサブルーチン・‑
on speak
global speaktext， targetW， speakmode， lasttargetW
. .speaktextを直接読み上げられない(なぜ?)ことに対応..
put param (1) into speaktext
put speaktext into background field "テーブル"
put background field "テーブル"into speaktext repeat until speaktext is empty
・
・1文字の取り込み・‑
put first char of speaktext into target W delete first char of speaktext
‑・数字の読み上げ位取りの対応(リターンはtargetWに@が入ってくる・・
if targetWニ"0"or target Wニ"1" or targetW="2" or targetW="3" or targetW="
4" or targetW="5" or targetW="6" or targetWニ"7"or targetW="8" or targetW="
9"then
SUU]lyomlage end if
‑・テキストフィールドに 1文字入れる・・
. . delete first char of speaktext
‑・発声する..
play target W
. . put target W into message box wait until the sound i s "done"
. .wait 20
if length of targetW> 2 then
put last char of target W into lasttarget W else
put target W into lasttarget W end if
end repeat
‑ 47‑
end speak
‑・数字の読み上げ・‑
on SUU]lyomIage
global speaktext， target W， speakmode put empty into suujiW
put target W into suujiW put 1 into suujiflg repeat unti1 suujiflg=O
put first char of speaktext into target W
if targetW="O" or targetW="l" or targetW二 "2"or targetW="3"or targetW="
4" or targetW="5" or targetW="6" or targetWニ"7"or targetW="8" or targetW="
9" or target W = " ， " then
delete first char of speaktext put suujiW & target W into suujiW else
put 0 into suujiflg end if
end repeat
if first char suujiW = "0" then repeat until suuji羽7二 empty
put first char of suujiW into target W delete first char of suujiW
if speakmode = "W oman" then put "#" & target W into target W play target W
if speakmode = "W oman" then delete first char of target W end repeat
else
put empty into syousuu W
if offset ("
ぺ .
suujiW)く >>
0 thenrepeat until first char of syousuu W = " . put last char of suujiW into suu delete last char of suujiW
put suu & syousuu W into syousuu W end repeat
end if
put length (suujiW) into suujiren
if suujiren
>
12 thenrepeat until suuji羽「ニempty
put first char of suujiW into targetW delete first char of suujiW
if speakmode = "W oman" then put
" # "
& target W into target W play target羽7if speakmode = "W oman" then delete first char of target W
end repeat else
put 0 into manflg
repeat until suujiW=empty put length (suujiW) into suujiren put first char of suujiW into target W if targetWく >"0" then
if targetWく >"1" then
if speakmode = '"九Toman" then put
' γ
， & target W into target W play target Wif speakmode = "W oman" then delete first char of target W end if
if suujiren = 12 or suujiren二 8or suujiren = 4 then if speakmodeニ Man" then play 千"
if speakmode = W oman" then play 非千"
if suujiren=8 then put 1 into manflg end if
if suujiren二 11or suujiren = 7 or suujirenニ3then if speakmode = "Man" then play "百"
if speakmode = "W oman" then play "非百"
ifsuujirenニ7then put 1 intomanflg end if
if suujiren=10 or suujiren=6 or suujiren=2 then if speakmodeニ"Man" then play "十"
if speakmode="Woman" then play"非十"
if suujiren = 6 then put 1 into manflg end if
if suujiren = 9 or suujiren = 5 or suujiren = 1 then if target羽「ニ1then
if speakmode = "W oman" then put
' γ
， & target W into target W play target Wif speakmode = "W oman" then delete first char of target W end if
if suujiren=5 then put 1 into manflg end if
end if
if suujiren = 5 and manflg = 1 then if speakmode = "Man" then play "万"
if speakmode = "W oman" then play ，下万"
end if
if suujiren=9 then
if speakmode = "Man" then play "億"
if speakmode = W oman" then play 非億"
end if
delete first char of suujiW
‑ 49‑
十La e
O A
e r A
d
H
臼
d H G M
e
if syousuuW is not empty then repeat until syousuuW is empty
put first char of syousuuW i nto target W delete first char of syousuu W
if speakmode = Woman" then put #" & target W into target W play targetW
if speakmode = W oman" then delete first char of target W end repeat
end if
W
4L
e σ b
r A
a
e
+LTJ5 a
o l
此m
・1 0
"
y
w
一 叩
r
釦P M
e
on idle
put recvUpTo(empty， 0， empty)onto newlnput if newlnput is not empty then
get rect of bg field"ノてツブア"
get (item 4 of it) ‑(item 2 of it)
put (it div (the textHeight of bg field "パップア"))‑1 into linesAvail get bg field 'りてツブア"&newlnput
put the number of lines in it into linesThere if linesThere> linesAvail then
delete line 1 to (linesThere‑linesAvail) of it end if
put it into bg field ノてツブア"
end if
if (line 1 of bg field"ノてツブア")is (line 2. of bg field"バッファ")then put line 1 of bg field 'りてッファ"into Linelnput
・・先頭の3文字をカット delete first char of Linelnput delete first char of Linelnput delete first char of Linelnput
. .後ろの2文字をカット delete last char of Linelnput delete last char of Linelnput put Linelnput into input V put(inputV* 14十7)intopH put (round (pH*10) /10) into pH
put "pHお子intocd field "フィールド"
put pH after cd field "フィールド"
end if end idle
on KeyDown whichKey if whichKey is" "then play"pHは"
speak cd field "フィールド"
play"です"
end if
pass KeyDown end KeyDown
4. 自作pHメーターでの実験結果 0.1 Nの酢酸を0.1N水 酸 化 ナ ト リ ウ ム で滴定した.滴定結果をorigin データ解析 ソフト)で処理したグラブを図4に示す.
5. おわりに
今回のpHメーターの製作は，中和滴定と いう基本的な実験を視覚障害の生徒に行える ことを目的とした.pHを音声出力する試み は成功した.視覚障害の生徒が実際に使用す る段階では細かい部分の工夫が必要である.
今後は測定に付随する滴定装置や夕、イヤル調
/
整部分についても使いやすくして行きたい.
またデータを音声出力するだけではなく保存 するプログラムも追加し，さらに点字プリン ターヘグラブの出力も考えていきたい.
視覚障害の生徒の理科の実験は，困難な部 分であるが，パソコンを利用することで可能 性が拡大するであろう.
中島明弘氏(埼玉県立宮代養護学校)に実 験のご協力を感謝致します.
文 献
1)中島哲人:化学教育， 34， 3 (1986) 2)文部省:指導要領(理科)1996
‑51‑
ON:測 定 OFF:準 備
付 LRl:100M
R7 RI0 R9 13K 5K 27K
Fuse 電源sw.
工予→
c::コ c::コ
主
UM3X6(9V)LED
+V (9V)
‑V 図 1 回路図
電圧出力電流出力
75mm
円1
0
入力スイッチ
入力スイッチ
電源スイッチ
w v
‑ g z
温度補正凶穴
NO﹃O﹀
&
M穴
同︼
可﹀&・凶︼門Z J
司ZhHO円目︼同市W
﹀企
MO穴
図 2ハンダ面
1¥ーソナルコンビューター
接続用結線器 デジタルマルチメーター
装置全体
‑ 53‑
図 3
14
12
10
工 8
0..
6
4
2
o
10 20 30 400.1 N‑NaOH/ml
図 4 0.1 N 酢酸と0.1水酸化ナトリウムの滴定曲線
表 1 pHメータ一部品リスト
部 品 記 号 仕 様 備 考
IC CA3160T
Rl 109MQ，l/8W 金属皮膜抵抗 R2 300Q，1/8W 金属皮膜抵抗 R3 10KQ，1/8W 金属皮膜抵抗 R4 VR:5KQ，B
R5 2KQ，1/8W 金属皮膜抵抗 R6 2KQ，1/8W 金属皮膜抵抗 R7 13KQ，1/8W 金属皮膜抵抗 R9 27KQ，1/8W 金属皮膜抵抗 RI0 VR:5KQ，B
Rll VR:2KQ， B R12 VR:20KQ， B
R13 10KQ，1/8W 金属皮膜抵抗 Cl 510pF スチローノレ C2 0.022μF スチローノレ
C3 1μF セラミック
電 流 計 :t50μA 電源スイッチ l回路l接 点 測定スイッチ 2回路2接 点
LED 電源、表示用
R(LED用) lKQ，1/8W カーボン 入力ソケット ガラス電極用
電 池 UM3X6 9V FUSE lA
pHf[宣 電流値 電圧値(μA) (mV) pHf[宣 電流値 電 圧 値(μA) (mV) pHf:直 電流値 電圧値(μA) (mV) pHf[宣 電流値 電圧値(μA) (mV) 0.0 ‑50.0 一500.01 4.0 ‑21. 4 ‑214.3 8.0 7. 1 71. 4 12.0 35. 7 357. 1
o .
1 ‑49.3 ‑492.91 4. 1 一20.7 ‑207. 1 8.1 7.9 78.6 12. 1 36.4 364.3 0.2 ‑48.6 ‑485. 7 4.2 一20.0 ‑200.0 8.2 8.6 85. 7 12. 2 37. 1 371. 4 0.3 ‑47.9 ‑478.6 4.3 一19.3 ‑192.9 8.3 9.3 92.9 12.3 37.9 378.6 0.4 ‑47. 1 ‑471. 4 4.4 ‑18.6 ‑185. 7 8.4 10.0 100.0 12.4 38.6 385. 7 0.5 ‑46.4 ‑464.3 4.5 ‑17.9 ‑178.6 8.5 10.7 107. 1 12.5 39.3 392.9 0.6 ‑45. 7 ‑457. 1 4.6 ‑17.1 ‑171.4 8.6 11. 4 114.3 12.6 40.0 400.0
o
.
7 ‑45.0 ‑450.0 4. 7 ‑16.4 ‑164.3 8. 7 12. 1 121. 4 12. 7 40. 7 407. 1 0.8 ‑44.3 ‑442.9 4.8 ‑15. 7 ‑157. 1 8.8 12.9 128.6 12.8 41. 4 414.3 0.9 ‑43.6 ‑435. 7 4.9 一15.0 ‑150.0 8.9 13.6 135. 7 12.9 42. 1 421. 41.0 ‑42.9 ‑428.6 5.0 ‑14.3 ‑142.9 9.0 14.3 142.9 13.0 42.9 428.6 1. 1 ‑42. 1 ‑421. 4 5. 1 ‑13.6 一135.7 9; 1 15.0 150.0 13. 1 43.6 435. 7 1.2 ‑41. 4 ‑414.3 5.2 ‑12.9 ‑128.6 9.2 15. 7 157.1 13.2 44.3 442.9 1.3 ‑40. 7 ‑407. 1 5.3 ‑12. 1 ‑121. 4 9.3 16.4 164.3 13.3 45.0 450.0 1.4 ‑40.0 ‑400.0 5.4 一11.4 ‑114.3 9.4 17. 1 171. 4 13.4 45. 7 457. 1 1.5 ‑39.3 ‑392.9 5. 5 一10.7 ‑107. 1 9.5 17.9 178.6 13.5 46.4 464.3 1.6 ‑38.6 ‑385. 7 5.6 ‑10.0 ‑100.0 9.6 18.6 185. 7 13.6 47. 1 471. 4 1.7 ‑37.9 ‑378.6 5. 7 ‑9.3 ‑92.9 9. 7 19.3 192.9 13. 7 47.9 478.61 1.8 ‑37. 1 一371.4 5.8 ‑8.6 ‑85. 7 9.8 20.0 200.0 13.8 48.6 485. 7 1.9 一36.4 ‑364.3 5.9 ‑7.9 ‑78.6 9.9 20. 7 207. 1 13.9 49.3 492.9 2.0 一35.7 ‑357. 1 6.0 一7.1 ‑71. 4 10.0 21. 4 214.3 14.0 50.0 500.0 2. 1 ‑35.0 ‑350.0 6.1 ‑6.4 ‑64.3 10. 1 22.1 221. 4
2.2 一34.3一342.9 6.2 ‑5. 7 ‑57. 1 10.2 22.9 228.6 2.3 ‑33.6 一335.71 6.3 ‑5.0 ‑50.0 10.3 23.6 235. 7 2.4 一32.9 ‑328.61 6.4 ‑4.3 ‑42.9 10.4 24.3 242.9 2.5 ‑32. 1 ‑321. 41 6.5 ‑3.6 ‑35. 7 10. 5 25.0 250.0 2.6 一31.4 一314.3 6.6 ‑2.9 ‑28.6 10.6 25. 7 257. 1 2. 7 一30.7 ‑307. 1 6. 7 ‑2. 1 ‑21. 4 10.7 26.4 264.3 2.8 ‑30.0 ‑300.0 6.8 ‑1. 4 ‑14. 3 10.8 27.1 271. 4 2.9 一29.3 一292.9 6.9 一
o .
7 ‑7. 1 10.9 27.9 278.6 3.0 ー28.6 ‑285.71 7.0 0.0 0.0 11. 0 28.6 285. 7 3. 1 ‑27.9 一278.6 7.1. o
7 7. 1 11. 1 29.3 292.9 3.2 ‑27. 1 ‑271.41 7.2 1.4 14. 3 11. 2 30.0 300.0 3.3 ー26.4 ‑264.3 7.3 2. 1 21. 4 11. 3 30. 7 307. 1 3.4 ‑25. 7 ‑257. 1 7.4 2.9 28.6 11. 4 31. 4 314.3 3.5 一25.0 ‑250.0 7.5 3.6 35. 7 11. 5 32.1 321. 4 3.6 ‑24.3 ‑242.9 7.6 4.3 42.9 11. 6 32.9 328.6 3. 7 ‑23.6 一235.7 7. 7 5.0 50.0 11. 7 33.6 335. 7 3.8 一22.9 ‑228.6 7.8 5. 7 57.1 11. 8 34.3 342.9 3.9 ‑22. 1 ‑221. 4 7.9 6.4 64.3 11. 9 35.0 350.0表 2 pH値/電流値・電圧値換算表
‑ 5 5 ‑
