コンピュータ援用計測制御

科目基礎情報

学校 東京工業高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 コンピュータ援用計測制御
科目番号 10433 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 機械工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 ELEGOO Arduino スターターキット、www.amazon.co.jp/dp/B06XF2HZGT
担当教員 堤 博貴

到達目標

近年、組み込み技術が安価で便利に利用できるようになった。東京高専でも様々なシーンで活用されており、活用の機会が増えてきた。本授業では、マイコンの一つArudinoを用いて基礎的な使い方(プログラミング)の習得を目的とする。

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マイコンのプログラミングを理解し、使うことができるマイコンのプログラミングを理解しているマイコンのプログラミングを理解していない
評価項目2マイコンおよびセンサ、アクチュエータの仕組みを理解し、説明することができるマイコンおよびセンサ、アクチュエータの仕組みを理解しているマイコンおよびセンサ、アクチュエータの仕組みを理解していない
評価項目3マイコンを使った創造製作課題を作ることができ、説明することができるマイコンを使った創造製作課題を作ることができるマイコンを使った創造製作課題を作ることができない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
近年、組み込み技術が安価で便利に利用できるようになった。東京高専でも様々なシーンで活用されており、活用の機会が増えてきた。本授業では、マイコンの一つArudinoを用いて基礎的な使い方(プログラミング)の習得を目的とする。
授業の進め方・方法:
マニュアルを参照しながら演習形式にて実施。ブレッドボードにセンサ、アクチュエータ、電子回路を配線して回路を構成しマイコンと接続しする。プログラムをノートパソコンで書きながら、マイコンで制御する。
注意点:
ノートパソコン等を準備すること。マイコンキットを入手すること(ELEGOO Arduino スターターキット、www.amazon.co.jp/dp/B06XF2HZGT、時価によるが、4000円から5000円程度、先輩から譲り受けても良い)

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
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 概要説明、機材の説明、プログラム機材の動作概要説明、機材の説明、プログラム機材の動作確認 概要の理解、機材の理解、プログラム環境整備、機材の配布
2週 プログラミング講座 Arudlino向けC言語の初歩、とりあえず使ってみる 基礎的なプリグラミングの理解
3週 プログラミング講座  Arudlino向けC言語、基本、簡単な通信 マイコンとの通信、条件分岐、繰り返し計算の理解
4週 プログラミング講座  Arudlino向けC言語、赤外線の基本、赤外線を使ってみる 赤外線センサと使い方の理解、AD変換の仕組みの理解と使い方の理解
5週 活用講座 ブザー(パッシブ、アクティブ、音作り)制御の基礎と実践1
ブザーなど
6週 活用講座 温度、湿度計測、超音波距離計測の基礎と実践2
各種センサーの仕組みの理解
7週 人とのインタラクティブな Arudlino開発 基礎編 
つまみ
8週 人とのインタラクティブなArudlino開発 実践編1 
リモコン制御
2ndQ
9週 人とのインタラクティブなArudlino開発 実践編2  スピードコントロール、モータ制御
10週 創造製作課題1(例:研究室を便利にする取り組み) 創造製作
11週 創造製作課題1 制作 創造製作
12週 創造製作課題1 動画による成果発表会
発表会をする
13週 創造製作課題2(例:ハイテクゴミ箱の制作)
創造製作
14週 創造製作課題2
創造製作
15週 成果発表会 動画による成果発表会 発表会実施
16週

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情報処理プログラムを実行するための手順を理解し、操作できる。6前1
定数と変数を説明できる。6前2
整数型、実数型、文字型などのデータ型を説明できる。6前2
演算子の種類と優先順位を理解し、適用できる。4前3
算術演算および比較演算のプログラムを作成できる。4前3
データを入力し、結果を出力するプログラムを作成できる。6前5,前8,前9
条件判断プログラムを作成できる。6前6
繰り返し処理プログラムを作成できる。6前6
一次元配列を使ったプログラムを作成できる。3前6
計測制御計測の定義と種類を説明できる。3前6,前8,前9

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオ出席合計
総合評価割合030007010110
基礎的能力000001010
専門的能力03000700100
分野横断的能力0000000