到達目標
学習目的：機械の高機能化などを手がける機械技術者として必要となるメカトロニクスや自動化の技術について基礎的な知識を修得すること。
到達目標：
１．電子回路に利用する各種素子の機能と役割を理解している。 ２．回路図から電子部品の役割と適切な動作を説明できる。 ３．マイコン制御手法を理解し，電源周辺回路やセンサ回路の回路図を描ける。 ４．シーケンス制御の図記号の基礎を理解し，タイムチャートと回路図の変換ができる。 ５．各種センサの機能と動作原理をすべて理解している。 ６．直流モータの動作原理と駆動方法を理解している。
ルーブリック
| 優 | 良 | 可 | 不可 |
| 評価項目1 | 電子回路に利用する各種素子の機能と役割を理解し，回路図を描くことができる。 | 電子回路に利用する各種素子の機能と役割を理解している。 | 電子回路に利用する各種素子の機能を理解している。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目2 | センサの原理が理解でき，回路図から電子部品の役割と適切な動作を説明できる。 | 回路図から電子部品の役割と適切な動作を説明できる。 | 回路図から電子部品の役割を理解している。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目3 | マイコン制御におけるポートをすべて理解し，電源周辺回路やセンサ回路の回路図を描ける。 | マイコン制御手法を理解し，電源周辺回路やセンサ回路の回路図を描ける。 | マイコン制御手法を理解している。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目4 | シーケンス制御の図記号をすべて理解し，タイムチャートと回路図の変換ができる。 | シーケンス制御の図記号の基礎を理解し，タイムチャートと回路図の変換ができる。 | シーケンス制御の図記号の基礎を理解している。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目5 | 各種センサの機能と動作原理をすべて理解し，ノイズを含めた信号処理と信号変換ができる。 | 各種センサの機能と動作原理をすべて理解している。 | 各種センサの機能を理解している。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目6 | 直流モータの動作原理と駆動方法を理解し，速度制御とフィードバック制御の手法を説明できる。 | 直流モータの動作原理と駆動方法を理解している。 | 直流モータの動作原理を理解している。 | 左記に達していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
一般・専門の別：専門
学習の分野：情報と計測・制御
必修・必履修・履修選択・選択の別：必履修
基礎となる学問分野：工学／機械工学／機械力学・制御
学科学習目標との関連：本科目は機械工学科学習目標「(2) エネルギーと流れ，材料と構造，運動と振動，設計と生産・管理，情報と計測・制御，機械とシステムに関する専門技術分野の知識を修得し，工学現象の解析や機械の設計・製作に応用できる能力を身につける。」に相当する科目である。
技術者教育プログラムとの関連：本科目が主体とする学習・教育到達目標は「（Ａ）技術に関する基礎知識の深化」，Ａ－２：「材料と構造」，「運動と振動」，「エネルギーと流れ」，「情報と計測・制御」，「設計と生産・管理」，「機械とシステム」に関する専門技術分野の知識を修得し，説明できること」である。
授業の概要：メカトロニクスは機械工学に電子工学や情報工学を融合させた新しい技術分野であり，機械の高機能化に欠かせない技術となっている。この講義では，機械技術者として知っておくべき基礎的技術を講義する。
授業の進め方・方法:
授業の方法：本講義では電気に馴染みの薄い機械工学科の学生にもわかりやすいように配慮された教科書を使用する。内容はメカトロニクス概論，マイコン制御，センサの動作原理，信号変換，直流モータの制御手法，シーケンス制御技術について講義する。
成績評価方法：２回の定期試験の結果を同等に評価する（80%）。また、レポート課題を課し評価する(10%)とともに小テストについても評価する(10%)。なお，定期試験が60点未満の者に対し再試験を行う場合がある。試験の持込可能物品はその都度指示する。
注意点:
履修上の注意：本科目は「授業時間外の学習を必修とする科目」である。１単位あたり授業時間として１５単位時間開講するが，これ以外に３０単位時間の学習が必修となる。これらの学習については担当教員の指示に従うこと。連絡担当教員：佐伯・総合理工学科機械システム系
履修のアドバイス：電子部品の基本的な働きを理解しておくことは今や機械技術者の必要不可欠な知識となっており積極的に取り組んでほしい。
基礎科目：電気電子回路（２年），総合理工演習（２）など
関連科目：メカトロニクスⅡ（４年）など
受講上のアドバイス：メカトロニクスで使われている機器は実際に使ってみることによって理解が深まる。卒業研究での実験装置の製作，あるいは趣味のもの作りなどの作業を通してできるだけ実際の機器に触れる機会をもつことが大切である。遅刻とみなす時間は授業時間の1/2までとし，以降は欠課とみなす。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス，メカトロニクスＩの概要と役割 |
全体の授業内容を概説し，機械系技術者に必要なメカトロ知識を説明
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| 2週 |
マイコン制御の基礎①（各素子の役割と機能） |
回路内の抵抗・コンデンサ等の役割と後段の信号変化を理解
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| 3週 |
マイコン制御の基礎②（電源周辺と素子の動作） |
モータや各種センサを含めたシステム全体の電源配置を学び，回路設計上の定格電流を理解
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| 4週 |
マイコン制御の基礎③（応用回路） |
マイコン取説を参考に入出力ポートの複数の機能を知り，設定変更の流れを理解
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| 5週 |
シーケンス制御①（リレーシーケンス） |
シーケンス制御の図記号及び有接点・無接点シーケンスを学び，回路図の描き方を習得
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| 6週 |
シーケンス制御②（論理回路・自己保持回路・タイムチャート） |
制御回路のタイムチャートを学び相互変換を学ぶと共に，論理回路や自己保持回路の回路図を学ぶ
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| 7週 |
シーケンス制御③（種々の制御回路） |
タイマ動作回路や計数制御回路などの組み合わせ回路を学び，モータ制御回路の仕組みを理解
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| 8週 |
（前期中間試験） |
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| 2ndQ |
| 9週 |
前期中間試験の返却と解答解説，
センサと信号処理①（各種機能と動作） |
各種センサの紹介と論理回路応用例
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| 10週 |
センサと信号処理②（負論理と信号変換） |
負論理の理解と微小信号やノイズ混入信号の処理方法を学ぶ
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| 11週 |
センサと信号処理③（実回路の作り方） |
正しい信号を読み取るためのオープンコレクタ出力の信号取得とボルテージフォロアを学ぶ
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| 12週 |
直流モータの制御①（機械的・電気的特性） |
直流モータの電気的特性及び機械的特性について学び，動特性と静特性による性能評価
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| 13週 |
直流モータの制御②（速度制御） |
PWM信号によるモータ制御手法を学び，正転・逆転・停止などの基本動作を習得
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| 14週 |
直流モータの制御③（制御手法と回路構成） |
モータドライバ回路などの制御回路の構成を学び，フィードバック制御を理解
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| 15週 |
（前期末試験） |
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| 16週 |
前期末試験の返却と解答解説 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 計測制御 | 自動制御の定義と種類を説明できる。 | 3 | |
| フィードバック制御の概念と構成要素を説明できる。 | 3 | |
| 基本的な関数のラプラス変換と逆ラプラス変換を求めることができる。 | 3 | |
| ラプラス変換と逆ラプラス変換を用いて微分方程式を解くことができる。 | 3 | |
| 伝達関数を説明できる。 | 3 | |
| ブロック線図を用いて制御系を表現できる。 | 3 | |
| 制御系の過渡特性について説明できる。 | 3 | |
| 制御系の定常特性について説明できる。 | 3 | |
| 制御系の周波数特性について説明できる。 | 3 | |
| 安定判別法を用いて制御系の安定・不安定を判別できる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 課題 | 小テスト | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 10 | 10 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 10 | 10 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |