マイクロコントローラ応用

科目基礎情報

学校	函館工業高等専門学校	開講年度	令和06年度 (2024年度)
授業科目	マイクロコントローラ応用
科目番号	0002	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	生産システム工学専攻	対象学年	専1
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	配布プリント
担当教員	小山 慎哉

到達目標

「生産システム工学専攻」学習・教育到達目標との関連：
(B-2) 主となる専門分野の基礎知識，およびそれらと複合するための他の専門分野の基礎知識を持っている。
(C-3) 情報処理を行うためのハードウエアやソフトウエアの基礎技術について理解している。

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
評価項目1	複数のマイクロコントローラの仕組みを理解し、用途に合ったコントローラの選定ができる。	マイクロコントローラの仕組みを理解している。	マイクロコントローラの仕組みを理解していない。
評価項目2	センサ・アクチュエータなどの外部機器との入出力方法を理解し実装できる。	センサ・アクチュエータなどの外部機器との入出力方法を理解している。	センサ・アクチュエータなどの外部機器との入出力方法を理解していない。
評価項目3	マイクロコントローラを使用して実用的回路を製作できる。	マイクロコントローラを使用した回路を製作できる。	マイクロコントローラを使用した回路を製作できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達目標 B-2 （機械工学（材料系，設計・加工系，熱流体系，制御系），電気電子工学（回路エレクトロニクス系，通信系），情報工学（ハードウエア系，ソフトウエア系，ネットワーク系）のいずれかの基礎知識とともに，それらを複合する基礎知識を持っている。）

学習・教育到達目標 C-3 （情報処理を行うためのハードウエアやソフトウエアの基礎技術について理解している。）

教育方法等

概要:

様々なマイクロコントローラのアーキテクチャを学び、それに基づいてプログラミングを行うことで、センサやアクチュエータを制御する知識および技術を習得する。

授業の進め方・方法:

センサ、アクチュエータの制御を行うに当たり、データシートによる仕様の確認が必要になるため、データシート読解のための知識（電気・電子回路、論理回路、英語など）を復習しておくこと。

注意点:

本科目は学修単位（2単位）の授業であるため、履修時間は授業時間30時間と授業時間以外の学修（予習・復習、課題・テスト等のための学修）を併せて90時間である。
自学自習の成果は課題及び定期試験によって評価する。
「生産システム工学専攻」学習・教育到達目標の評価：
試験(80％)(B-2:100%) 、課題(20％)(B-2:50%,C-3:50%)

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング

ICT 利用

遠隔授業対応

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	ガイダンス	学習の意義、進め方、評価方法を理解する。
		2週	マイクロコントローラの基本構成	AVRを例に、マイクロコントローラの基本構成を理解できる。
		3週	ダイナミック点灯	7セグメントLEDの多桁表示をするダイナミック点灯の原理を理解できる。
		4週	アクチュエータ出力	PWM出力により、各種アクチュエータの駆動方法について理解できる。
		5週	エンコーダ	エンコーダの仕組みを理解し、モータの回転数を測定する方法を理解できる。
		6週	超音波センサ	超音波センサを使った距離測定の原理を理解できる。
		7週	D/A変換	4ビットD/A変換の原理を理解できる。
		8週	総合演習	これまでの習得技術を総合した演習を実施できる。
	2ndQ
		9週	PICアーキテクチャ	PICを例として、マイクロコントローラのアーキテクチャを説明できる。
		10週	マイコンでのプログラミング	再帰呼び出しやVolatile指定など、マイコンでのプログラミングにおける留意点とその理由を説明できる。
		11週	PCとの通信(1)	Processingを用いてPCからArduinoを制御する方法を理解できる。
		12週	PCとの通信(2)	Processingを用いてArduinoからPC上のソフトウェアを制御する方法を理解できる。
		13週	電源回路	ノイズ耐性など、電源回路の実装に当たっての配慮事項を理解できる。
		14週	I2C通信	Raspberry PiでのI2C通信の使い方、プログラミングについて理解できる。
		15週	MQTT	MQTTプロトコルを使ったIoTデバイス通信の仕組みについて理解できる。
		16週	期末試験	学習内容に関する問題に答えられる。

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	80	0	0	0	0	20	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	80	0	0	0	0	20	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0