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06年度 (2024年度)
授業科目 コンピュータ援用計測制御
科目番号 0147 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 情報工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 特になし
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の基礎的な使い方(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:
授業はじめの20分を説明とし、そのあとは、マニュアルやサイトを参照し、ThinkerCADを使って演習形式にてシミュレーションする。Webシミュレータ上で、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のプログラムを学習する。プログラミング言語としてはArduino言語、スクラッチを用いる。創造演習ではパーツボックス一式を貸与し、チームで1つの製品開発を行う。評価は動画(ポートフォリオ)と最終発表のプレゼンテーションにて行う。ポートフォリオはプログラムの動作がわかるものとソースコードをワンセットの動画にして提出する。
注意点:
必ずラップトップ(ノート)パソコンを持参すること。

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 授業概要説明、シミュレータ(ThinkerCAD)の登録と環境設定、コップの描き方、ブロックとコードブロック、1) LED点滅 概要の理解、シュミレータの利用法の理解、プログラム環境整備
2週 2)LED点滅、抵抗の接続、テスター、オシロスコープ、3)デジタル入出力、ブレッドボード・PWM制御 LED 抵抗 オシロ テスターの使い方を理解する
3週 4)デジタルピン、アナログピン、シリアルモニター、5)シリアル通信、6)Arduino同士のシリアル通信、7) 応用 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、ブロックプログラムとC言語を対比させながら解説、変数、if文、for文、関数、 変数、if文、for文、関数、の使い方を理解する
5週 8)AttinyによるLチカ、9)I2C通信、10)外部割り込み 11)超音波による距離計測 Attnyの使い方、I2C、外部割り込みを理解する。
6週 12)LCDモジュール 13)圧電スピーカー 14)リモコンの使い方 LCDモジュール、厚田スピーカー、リモコンの使い方を理解する。
7週 創造制作1:マイクロビットによる実践制作、makecode登録、マイクロビットの配布
マイクロビットの使い方を理解する
8週 創造制作1:成果発表とプレゼンテーション 成果を取りまとめ報告する
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2(例:研究室を便利にする取り組み) 創造製作に取り組む
11週 創造製作課題2 制作 創造製作に取り組む
12週 創造製作課題2 動画による成果発表会
発表会をする
13週 創造製作課題3(例:ハイテクゴミ箱の制作)
創造製作に取り組む
14週 創造製作課題3
創造製作に取り組む
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

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオ合計
総合評価割合0200080100
基礎的能力000000
専門的能力0200080100
分野横断的能力000000