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
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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 開発環境の説明 |
開発環境を利用できる。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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5週 |
無線通信によるモータ制御
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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 |
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 |