到達目標
組み込み開発に必要なハードウェア技術として,マイコン設計・モータ制御回路・センサ回路を設計できる。
また組み込みソフトウェア開発技術として,割込み,タイマ,I2C通信,SPI通信,BLE通信などの各要素を用いた開発を実践できる.
【ディプロマ・ポリシー及びSDGsとの関係】 ディプロマ・ポリシー: (2)(3) SDGs: 4,9,11
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 |
ハードウェア編 | マイコン設計・モータ制御回路・センサ回路を設計できる。 | マイコン設計・モータ制御回路・センサ回路を理解できる。 | マイコン設計・モータ制御回路・センサ回路が読めない。 |
ソフトウェア編 | 割込み,タイマ,I2C通信,SPI通信,BLE通信などの各要素を用いた組み込みプログラミング開発ができる. | 割込み,タイマ,I2C通信,SPI通信,BLE通信などの各要素について理解している. | 割込み,タイマ,I2C通信,SPI通信,BLE通信などの各要素について理解できていない. |
学科の到達目標項目との関係
JABEE (d)
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学習・教育目標 C6
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教育方法等
概要:
メカトロニクスは,機械工学,電気工学,電子工学,情報工学の知識・技術を融合させることにより,従来にはない新たな機械システムを提供するものである。本特論では,ロボット制御を想定し,組み込みシステム開発,すなわち,モータ制御,マイコン設計,及びプログラミングについて学ぶ。なお,本科目の8週目以降で実施するソフトウェア編については,企業でシステム開発等を担当していた教員が,その経験を活かして組み込み開発の基本的なプログラミングについて講義・演習形式で授業を行うものである.
授業の進め方・方法:
講義・演習形式で行う。この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習として、予習・復習を行うこと。
注意点:
一部pdf資料閲覧も含まれるため,ノートパソコンの持参が望ましい。Androidスマホあるいはタブレットを所有している場合は,演習時に持参することを推奨する。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
全体の概要説明 |
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2週 |
ハードウェア編1 モータ制御の基礎 |
モータ制御原理を理解する。
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3週 |
ハードウェア編2 FETの種類・選定・使い方 |
モータ駆動のためのFETが選定できる。
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4週 |
ハードウェア編3 モータ制御回路の設計 |
モータ制御回路が設計できる。
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5週 |
ハードウェア編4 マイコンの設計 |
マイコン回路が設計できる。
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6週 |
ハードウェア編5 LCD,スイッチ等の接続方法,USB回りの設計 |
センサ等をマイコンに接続できる。
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7週 |
ハードウェア編6 設計演習 |
マイコン回路,モータ制御回路,センサ接続回路が設計できる。
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8週 |
ソフトウェア編1 ガイダンス・開発環境の構築 |
ESP32マイコンの概要を説明できる。演習で使用するESP32マイコンの開発環境を準備し,サンプルプログラムを動作させることができる。
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2ndQ |
9週 |
ソフトウェア編2 割込みとタイマ |
割込みとタイマの仕組みを理解しソフトウェア開発に活用できる.
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10週 |
ソフトウェア編3 I2C通信(1) |
I2C通信の原理やプロトコルが理解できる
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11週 |
ソフトウェア編4 I2C通信(2) |
I2C通信の波形をオシロスコープで観察して内容を理解でき,ソフトウェア開発に活用できる.
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12週 |
ソフトウェア編5 SPI通信 |
SPI通信を理解し,ソフトウェア開発に活用できる.
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13週 |
ソフトウェア編6 BLE通信 |
BLE通信の基本を理解し,ソフトウェアの開発に活用できる.
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14週 |
ソフトウェア編7 演習日 |
ここまでで実施した演習課題すべてに取り組み,組み込み開発における要素技術を開発に役立てることが出来る.
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15週 |
ソフトウェア編 確認テスト |
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16週 |
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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
| レポート | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |