メカトロニクス(1092)

科目基礎情報

学校	八戸工業高等専門学校	開講年度	令和03年度 (2021年度)
授業科目	メカトロニクス(1092)
科目番号	5M31	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	産業システム工学科機械システムデザインコース	対象学年	5
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	図解・わかる電子回路／加藤肇ほか／講談社
担当教員	郭 福会

到達目標

オペアンプ・ダイオード・トランジスタの基本特性及び実用電子回路を理解し、問題を解ける。
定電圧電源回路・可変定電圧電源回路を理解し、設計できる。
DCモータ・ステッピングモータの構成及び動作原理を理解し、制御回路を設計できる。
AD/DAコンバータの動作原理、入出力方式、利用法について理解できるし、説明できる。

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	オペアンプ・ダイオード・トランジスタ・センサの基本特性及び実用電子回路を理解し、問題を正しく解ける。	オペアンプ・ダイオード・トランジスタ・センサの基本特性及び実用電子回路を概ね理解し、問題を解ける。	オペアンプ・ダイオード・トランジスタ・センサの基本特性及び実用電子回路を理解できない。問題も解けない。
評価項目2	定電圧電源回路・可変定電圧電源回路を理解し、正しく設計できる。	定電圧電源回路・可変定電圧電源回路を概ね理解し、設計できる。	定電圧電源回路・可変定電圧電源回路を理解できない、設計もできない。
評価項目3	DCモータ・ステッピングモータ・サーボモータ・空気圧式アクチュエータ・油圧式アクチュエータの構成及び動作原理を理解し、制御回路を正しく設計できる。	DCモータ・ステッピングモータ・空気圧式アクチュエータ・油圧式アクチュエータの構成及び動作原理を概ね理解し、制御回路を設計できる。	DCモータ・ステッピングモータ・空気圧式アクチュエータ・油圧式アクチュエータの構成及び動作原理を理解できない、制御回路も設計できない。
評価項目4	AD/DAコンバータの動作原理、入出力方式、利用法について理解できるし、説明できる。	AD/DAコンバータの動作原理、入出力方式、利用法について理解できる。	AD/DAコンバータの動作原理、入出力方式、利用法について理解できない。

学科の到達目標項目との関係

ディプロマポリシー DP3 ◎ （専門知識の修得）

教育方法等

概要:

【開講学期】秋学期週2時間、冬学期週2時間
メカトロニクスは、MechanicsとElectronicsの合成語でありその定義は「与えられた目的を果たすシステムを設計・生産・稼働・保守するために機械と電子と情報に関する技術や工学を融合し、総合的に適用する技術あるいは工学」とされており学際的な複合技術である。ミシン、時計、カメラなどに見られるように、この技術が機械工学の得意分野であった従来の製品を大きく変えてしまったものがあるほどで、ものづくりに強い実践的技術者となるためには重要な科目である。ここでは、これらの技術についての基礎的事項と応用例について学び、メカトロニクスについての理解を深める。

授業の進め方・方法:

冬学期週4時間
事前学習（予習）：毎回の授業前までに，授業で行う内容と意義を考えて整理しておくこと。
授業：授業中は、講義、配布物による演習で行う。
事後学習（復習）：毎回の授業後に，課題を与え、次回授業の前日まで提出してもらい、理解度をチェックする。
DCモータを題材とし、それを駆動するための回路や制御方法について学ぶ。
試験の結果（80%）、課題提出等（20％）　を総合評価し、60点以上を合格とする。

注意点:

「電気･電子関係は苦手なので」と最初から諦めてしまうことなく、積極的に授業に参加してもらいたい。また、電気工学や電子工学などの関連科目で学んだことを復習した上で履修するようにしてもらいたい。
成績評価の方法：到達度試験80％、課題等20％の割合で評価する。総合評価は、100点満点として、60点以上を合格とする。
補充試験は原則として実施しないが，事情により実施する場合には，試験100点満点として，60点以上を合格とする．
自学自習時間は60時間である。自学自習の成果は宿題及び試験によって評価する。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	受動素子，RC回路、RL回路	基本特性と応用電子回路を理解する。
		2週	オペアンプ及び演算回路	演算回路を理解し、出力を求めることができる。
		3週	ダイオード及び応用電子回路	ダイオード，トランジスタの基本特性を理解し説明できる。
		4週	トランジスタの基本特性	トランジスタの基本特性及び基本応用回路を理解し説明できる。
		5週	トランジスタのPWM駆動	トランジスタPWM駆動を理解し説明できる。
		6週	センサ（1） 機械的スイッチ、光センサ、温度センサ及び応用電子回路	機械的スイッチ、光センサ、温度センサの原理及び応用電子回路について理解できる。
		7週	センサ（2） 湿度センサ、音センサ、加速度センサ及び応用電子回路	湿度センサ、音センサ、加速度センサの原理及び応用電子回路について理解できる。
		8週	電源回路と放熱設計	定電圧電源回路・可変電圧電源回路を理解し、設計できる。放熱設計できる。
	4thQ
		9週	DAコンバータ回路	DAコンバータの動作原理、入出力方式、利用法について理解できる。
		10週	ADコンバータ回路	ADコンバータの動作原理、入出力方式、利用法について理解できる。
		11週	直流モータの原理と駆動回路	直流モータの原理と駆動回路について理解できる。
		12週	交流モータ	交流モータの原理を理解できる。
		13週	ステッピングモータ、サーボモータ	ステッピングモータ、サーボモータの原理を理解できる。
		14週	空気圧式アクチュエータと油圧式アクチュエータ	空気圧式アクチュエータと油圧式アクチュエータの構造・原理にていて説明できる。
		15週	到達度試験
		16週	答案返却とまとめ

評価割合

	試験80%	課題20%	合計
総合評価割合	80	20	100
基礎的能力	0	0	0
専門的能力	80	20	100
分野横断的能力	0	0	0