マイコン制御

科目基礎情報

学校 米子工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 マイコン制御
科目番号 0092 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 電子制御工学科 対象学年 5
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 テキストなし(配布資料およびWeb情報を活用する)
担当教員 内田 雅人

到達目標

1.要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを設計・実装できる。
2.要求仕様に従って、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを設計・実装できる。
3.要求仕様に従って、センサやアクチュエータなどのインタフェース回路を設計・実装できる。

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いずれかの手法により動作するプログラムを設計・実装できる。ある程度、いずれかの手法により動作するプログラムを設計・実装できる。いずれかの手法により動作するプログラムを設計・実装できない。
評価項目2標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを設計・実装できる。ある程度、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを設計・実装できる。標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを設計・実装できない。
評価項目3センサやアクチュエータなどのインタフェース回路を設計・実装できる。ある程度、センサやアクチュエータなどのインタフェース回路を設計・実装できる。センサやアクチュエータなどのインタフェース回路を設計・実装できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A-4 説明 閉じる
JABEE d1 説明 閉じる

教育方法等

概要:
このマイコン制御では、本校の教育目標のうち、「基礎力」と「応用力」を養う。
教育用マイコンボードとその開発環境を用い、デジタルの入出力、センサ情報の取得(アナログ入力)、モータ制御(アナログ出力)の基本から、回路システムや実際の制御といった応用までを、例題・演習・実機実習を通じて学ぶことを目的とする。
授業の進め方・方法:
授業では、基礎知識を座学で習得し、例題演習やシステムの設計・製作を通して理解を深める。
演習およびシステム設計・製作は、2人1組のグループワークとする。班員と協力し、課題に取り組むこと。
注意点:
質問がある場合は、授業中はもちろんのこと、終了後や放課後に行うこと。
また、本科目は学習単位であるため、次のような自学自習を30時間以上行うこと(グループ毎に予定を組んで、協力・分担する)。
・演習課題およびその報告レポート作成
・システムの設計および設計レポート作成
・システムの回路・機構作成およびプログラム作成

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 ガイダンス
開発環境の説明
開発環境を利用できる。
2週 デジタル入出力 デジタル入出力するプログラムを設計することができる。
3週 デジタル入出力 デジタル入出力するプログラムを実装することができる。
4週 アナログ入力 アナログ入力するプログラムを設計することができる。
5週 アナログ出力 アナログ出力するプログラムを設計することができる。
6週 シリアル通信 シリアル通信するプログラムを設計することができる。
7週 モータ制御 モータ制御するプログラムを設計できる。
8週 モータ制御 モータ制御するプログラムを設計できる。
2ndQ
9週 センサの校正とモータ制御 実際のセンサとモータ制御回路を組み合わせロボットへ搭載することを想定して回路を製作しセンサによりモータ制御を行うことができる。
10週 センサの校正とモータ制御 実際のセンサとモータ制御回路を組み合わせロボットへ搭載することを想定して回路を製作しセンサによりモータ制御を行うことができる。
11週 センサの校正とモータ制御 実際のセンサとモータ制御回路を組み合わせロボットへ搭載することを想定して回路を製作しセンサによりモータ制御を行うことができる。
12週 センサの校正とモータ制御 実際のセンサとモータ制御回路を組み合わせロボットへ搭載することを想定して回路を製作しセンサによりモータ制御を行うことができる。
13週 センサの校正とモータ制御 実際のセンサとモータ制御回路を組み合わせロボットへ搭載することを想定して回路を製作しセンサによりモータ制御を行うことができる。
14週 センサの校正とモータ制御 実際のセンサとモータ制御回路を組み合わせロボットへ搭載することを想定して回路を製作しセンサによりモータ制御を行うことができる。
15週 前期期末試験 ディジタル入出力、アナログ入出力、モータを制御するプログラムを設計できる。
16週 前期のまとめ 前期末試験問題について自らの課題を認識し修正できる。
後期
3rdQ
1週 シリアル通信(実機) 実際の環境でシリアル通信ができる。
2週 シリアル通信(実機) 実際の環境でシリアル通信ができる。
3週 無線通信 シリアル通信無線モジュールを介した通信プログラムを設計できる。
4週 無線通信 シリアル通信無線モジュールを介した通信プログラムを設計できる。
5週 無線通信によるモータ制御
シリアル通信無線モジュールを介した通信プログラムを設計しモータを制御できる。
6週 無線通信によるモータ制御 シリアル通信無線モジュールを介した通信プログラムを設計しモータを制御できる。
7週 無線通信によるモータ制御 シリアル通信無線モジュールを介した通信プログラムを設計しモータを制御できる。
8週 画像センサの利用および画像処理(基礎、グレースケール化) 画像センサの情報を取り込み表示までを行う基礎的なプログラムを書ける。
4thQ
9週 画像処理(グレースケール、二値化、膨張、縮小処理) グレースケール、二値化、膨張、縮小処理が行える。
10週 画像センサの利用および画像処理(背景差分、フレーム間差分) 画像センサの情報を取り込み動体検知のための背景差分、フレーム間差分のプログラムを設計できる。
11週 画像センサの利用および画像処理(背景差分、フレーム間差分) 画像センサの情報を取り込み背景差分、フレーム間差分のプログラムを設計できる。
12週 画像センサの利用および画像処理(色空間) 色空間について理解しプログラムを実装できる。
13週 画像センサの利用および画像処理(応用) 動体検知、および抽出ができるプログラムを実装できる。
14週 画像センサの利用および画像処理(応用) 動体検知、および抽出ができるプログラムを実装できる。
15週 学年末試験 画像処理を行うプログラムを設計できる。
16週 後期のまとめ 学年末試験問題について自らの課題を認識し修正できる。

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情報系分野プログラミング要求仕様に従って、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを設計できる。2前5,前7,前8,後7,後8,後14,後15,後16
要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを設計することができる。2前2,前4,前6,前15,前16,後1,後3,後5,後12
要求仕様に従って、いずれかの手法により動作するプログラムを実装することができる。2前3,前4,前9,前11,前15,前16,後2,後4,後6,後13
要求仕様に従って、標準的な手法により実行効率を考慮したプログラムを実装できる。2前5,前7,前8,後7,後8,後14,後15,後16

評価割合

試験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50000050100
基礎的能力50000050100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000