概要:
メカトロニクスで重要な回路素子とその活用方法を中心に実習形式で学ぶ．
授業の進め方・方法:
前半はスライドによる説明，後半は内容に関連した実習を行う．
実習後は，その結果を記載した報告書を提出する．
注意点:
実習が中心の授業です．話をよく聞くこと．勝手な作業はしないこと．
課題，報告書の提出（再提出）には提出期限があります．
【事前学習】
「授業項目」に対する教科書の内容を事前に読んでおくこと。また，前回の授業部分を復習しておくこと。
【評価方法・評価基準】
試験結果（５０％）、実習報告書（５０％）で評価する。詳細は第１回目の授業で告知する。
各要素の機能と役割・活用方法について、理解の程度を評価する。
総合成績６０点以上を単位修得とする。ただし，課題未提出が4分の１を超える場合，および報告書の未提出がある場合は不合格点とする。
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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
メカトロニクス概論 |
メカトロニクスの全体像を知る．
報告書におけるグラフの書き方を覚える
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| 2週 |
抵抗器（１） |
固定抵抗器の機能と役割を理解する．
ブレッドボードの使用方法を覚える．
テスターでの抵抗値および電圧測定の方法を覚える
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| 3週 |
抵抗器（２）
ダイオード（１） |
可変抵抗器の原理と役割を理解する．
ダイオードの機能と役割を理解する．
素子の仕様書の見方を覚える．
テスターでの電流測定の方法を覚える
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| 4週 |
ダイオード（２） |
安定化電源の使用方法を覚える．
仕様書を読み，簡単な回路を作成できる
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| 5週 |
スイッチ
オシロスコープ |
スイッチの種類と構造，役割を理解する．
デジタルオシロスコープの使用方法を覚える
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| 6週 |
コンデンサ（１） |
コンデンサの原理と役割を理解する
充放電の様子をオシロスコープで観察できる
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| 7週 |
コンデンサ（２） |
コンデンサのはたらきをオシロスコープで確認できる
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| 8週 |
トランジスタ（１） |
トランジスタの種類や役割を理解する．
トランジスタの仕様書を読んでみる
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| 2ndQ |
| 9週 |
トランジスタ（２）
モータドライバ |
トランジスタ回路を作成し，モータを駆動できる
ICを理解し，モータドライバICを例に使い方を学ぶ
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| 10週 |
オペアンプ |
ICの例として，オペアンプの使用方法を理解し，増幅の様子をオシロスコープで観察できる
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| 11週 |
リレー |
機械式リレーの仕組みと役割を理解する．
簡単なリレー回路を製作し，動作を確認できる
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| 12週 |
センサ・アクチュエータ |
メカトロニクスにおけるセンサとアクチュエータの役割を理解する．
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| 13週 |
シーケンス制御（１） |
シーケンス制御とは何かを理解し，簡単な回路でシーケンス図やタイムチャートなどの書き方を学ぶ
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| 14週 |
シーケンス制御（２） |
リレーを使用した簡単な回路を作成できる
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
試験の解説 |
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| 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。 | 1 | |
| フィードバック制御の概念と構成要素を説明できる。 | 1 | |
| 電気・電子系分野 | 電磁気 | 静電容量を説明でき、平行平板コンデンサ等の静電容量を計算できる。 | 1 | |
| コンデンサの直列接続、並列接続を説明し、その合成静電容量を計算できる。 | 1 | |
| 電子回路 | ダイオードの特徴を説明できる。 | 1 | |
| バイポーラトランジスタの特徴と等価回路を説明できる。 | 1 | |
| FETの特徴と等価回路を説明できる。 | 1 | |
| 利得、周波数帯域、入力・出力インピーダンス等の増幅回路の基礎事項を説明できる。 | 1 | |
| 演算増幅器の特性を説明できる。 | 1 | |
| 演算増幅器を用いた基本的な回路の動作を説明できる。 | 1 | |
| 電子工学 | pn接合の構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてpn接合の電流―電圧特性を説明できる。 | 1 | |
| 電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。 | 1 | |
| 計測 | 計測方法の分類(偏位法/零位法、直接測定/間接測定、アナログ計測/ディジタル計測)を説明できる。 | 1 | |
| 指示計器について、その動作原理を理解し、電圧・電流測定に使用する方法を説明できる。 | 1 | |
| オシロスコープの動作原理を説明できる。 | 1 | |
| 情報系分野 | その他の学習内容 | トランジスタなど、ディジタルシステムで利用される半導体素子の基本的な特徴について説明できる。 | 2 | |
| 分野別の工学実験・実習能力 | 電気・電子系分野【実験・実習能力】 | 電気・電子系【実験実習】 | 電圧・電流・電力などの電気諸量の測定が実践できる。 | 2 | |
| 抵抗・インピーダンスの測定が実践できる。 | 2 | |
| オシロスコープを用いて実際の波形観測が実施できる。 | 1 | |
| 電気・電子系の実験を安全に行うための基本知識を習得する。 | 2 | |
| 分流・分圧の関係を適用し、実験結果を考察できる。 | 1 | |
| 重ねの理を適用し、実験結果を考察できる。 | 2 | |
| 増幅回路等(トランジスタ、オペアンプ)の動作に関する実験結果を考察できる。 | 3 | |