概要:
Raspberry Pi 4にOSを導入し、開発環境を整える。また、ソフトウェアを用いて、簡単なI/O制御を行う。
各授業時間ごとに作業報告書を作成し、次回の授業までに決められた方法で提出する。
授業の進め方・方法:
Raspberry Pi を1人1台ずつ用いて実験を進める。
指示に従って必要な操作を行い、各種ソフトウェアのインストールと設定を行う。
簡単なプログラムを書いて、I/Oの制御を行う。各授業時間ごとに作業した内容をまとめた作業報告書を作成・提出する。
注意点:
ただ単にコマンドだけを闇雲に入力するのではなく、そのコマンドの意味するところを調査・理解して、先々で応用できるように心がけること。
提示された課題について、実現に必要な情報を自ら調査して課題達成に向けた試行錯誤の中で、問題解決に必要なスキルを身につけるように心がけること。
調べた回路やプログラムを単にコピーするのではなく、その本質を理解して応用できるようにすること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンスを行う。
IPアドレスに関する調査を行う。 |
実験を行う上での諸注意を守る。また、作業報告書の作成方法について理解する。
Raspberry Pi 4のネットワーク設定に必要な知識について調査し、設定を行う。
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| 2週 |
Raspberry Pi 4にOSのインストール作業を行い、作業報告書を作成する。 |
Raspberry Pi 4のインストールができる。
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| 3週 |
SSHとVNCによるログイン方法を調査し、実際にログインする。また、システムのアップデートを実施する。 |
SSHとVNCによる接続ができる。システムのアップデートの方法を理解し、実行できる。
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| 4週 |
日本語入力ができるように、アプリの導入と設定を行い、作業報告書を作成する。 |
アプリの導入方法を理解し、日本語入力ができるようになる。
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| 5週 |
ラズパイでLEDの点灯制御を行う回路について調査し、回路を作成する。 |
LEDの点灯制御回路について理解し、回路を作成することができる。
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| 6週 |
GPIOを利用するためのライブラリをRaspberry Pi 4用にアップデートし、そのコマンドを使ってLEDのON/OFF制御を行い、作業報告書を作成する。 |
WiringPiのアップデート方法を調べて実行できる。また、LEDのON/OFFができる。
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| 7週 |
SSHがどのようにしてセキュアな接続を達成しているか、調査する。 |
SSHの概要について、理解できる。
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| 8週 |
GPIOにスイッチを接続して値を読み取る方法について調査するし、作業報告書を作成する。 |
スイッチ入力回路について理解し、回路を作成できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
7セグメントLEDについて調査する。 |
7セグメントLEDの構造や駆動回路について調査し、理解する。
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| 10週 |
GPIOに接続する回路を調査し、数字パターンを描くソフトウェア手法についても検討する。作業報告書を作成する。 |
7セグメントLEDをGPIOに接続する回路が理解できる。また、ソフトウェアで発光制御する方法について、アルゴリズムについて検討できる。
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| 11週 |
プログラムを作成し、LEDを点滅制御する。 |
点滅制御プログラムを記述し、実際にLEDが点滅制御できる。
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| 12週 |
スイッチ回路をGPIOに接続して、値を読み出すプログラムを作成する。作業報告書を作成する。 |
スイッチ回路の作成ができ、チャタリング対策を行ったプログラムがかける。
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| 13週 |
7セグメントLEDをGPIOに接続する。また、点灯させるプログラムの作成にとりかかる。
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7セグメントLEDをGPIOに接続する回路を作成し、任意の数字を表示することができる。
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| 14週 |
スイッチと7セグメントLEDの動作を組み合わせて、電子サイコロを実現する。作業報告書を作成する。 |
スイッチ制御と7セグメントLEDの表示制御を実現し、電子サイコロの機能を実現できる。
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| 15週 |
ここまでの作業内容のまとめ |
作業報告書を整理する。
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| 16週 |
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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 |
| 基礎的能力 | 工学基礎 | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。 | 3 | |
| 実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。 | 3 | |
| 実験データを適切なグラフや図、表など用いて表現できる。 | 3 | |
| 実験の考察などに必要な文献、参考資料などを収集できる。 | 3 | |
| 実験・実習を安全性や禁止事項など配慮して実践できる。 | 3 | |
| 個人・複数名での実験・実習であっても役割を意識して主体的に取り組むことができる。 | 3 | |
| 共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。 | 3 | |
| レポートを期限内に提出できるように計画を立て、それを実践できる。 | 3 | |
| 専門的能力 | 分野別の工学実験・実習能力 | 情報系分野【実験・実習能力】 | 情報系【実験・実習】 | 標準的な開発ツールを用いてプログラミングするための開発環境構築ができる。 | 4 | |
| 要求仕様にあったソフトウェア(アプリケーション)を構築するために必要なツールや開発環境を構築することができる。 | 4 | |
| 要求仕様に従って標準的な手法によりプログラムを設計し、適切な実行結果を得ることができる。 | 4 | |
| 分野横断的能力 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 汎用的技能 | 書籍、インターネット、アンケート等により必要な情報を適切に収集することができる。 | 3 | |