メカトロニクス基礎Ⅱ

科目基礎情報

学校 有明工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 メカトロニクス基礎Ⅱ
科目番号 4M014 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 1
開設学科 創造工学科(メカニクスコース) 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 後期:1
教科書/教材 メカトロニクスの基礎 第2版;渋谷 恒司著(森北出版),授業Webサイト: Teams,WebClass,Moodle(https://orchid.me.ariake-nct.ac.jp/moodle/)
担当教員 原槙 真也

到達目標

1.論理回路,フリップ・フロップの基礎が理解でき、その応用回路であるカウンターや表示回路が理解できること.
2.メカトロシステムにおいて外界とのインタフェースに必要な各種アナログ演算回路,A/D,D/A 変換,サンプリング定理が理解できること.

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論理回路,フリップ・フロップが理解でき、その応用回路であるカウンターや表示回路を専門用語用いて説明や設計できる.論理回路,フリップ・フロップの基礎が理解でき、その応用回路であるカウンターや表示回路が理解できる.論理回路,フリップ・フロップの基礎やその応用回路であるカウンターや表示回路が理解できない.
評価項目2各種アナログ演算回路,A/D,D/A 変換,サンプリング定理を数式や専門用語で説明ができる.各種アナログ演算回路,A/D,D/A 変換,サンプリング定理が理解できる.各種アナログ演算回路,A/D,D/A 変換,サンプリング定理が理解できない.

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 B-1 説明 閉じる

教育方法等

概要:
マイクロコンピュータに代表されるエレクトロニクスの発展によって,これまで機械的機構で動作していたものが電子制御化され,機械はますます高性能化,インテリジェント化,システム化されている.その領域をメカトロニクスと呼ばれ,機械技術者と言えども機械の電子制御に必要な基礎的知識は,高性能な機械を設計するのに必要不可欠なものとなっている.メカトロニクスの講義を基礎Ⅰ,Ⅱに分け,このⅡの講義では機械技術者が電子制御回路を理解し,設計するのに必要な基礎的知識を修得する事を目的とし,メカトロシステムの基盤を成す論理回路,カウンター回路、センサ信号の増幅回路、コンピュータへの入出力回路について学ぶ.本科目は企業でOA機器の開発設計を担当していた教員が,その経験を活かして機械のコンピュータや電子制御に必要な基礎的事項について講義形式で授業をおこなうものである.SDGs目標では第9番「産業と技術革新の基盤をつくろう」に該当する.
授業の進め方・方法:
座学による講義.シラバスに沿ったプリントを配布し,Teams(+録画)+タブレット+画面共有で解説を行いながら講義を行う.配布プリント,資料,出席簿,成績,連絡事項,授業ビデオ等はTeams,WebClassまたはMoodle(https://orchid.me.ariake-nct.ac.jp/moodle/)に置くので,予習,復習等の学習に役立て欲しい.
注意点:
「メカトロニクス基礎Ⅰ」を理解しておくこと.
教科書だけでは学習内容が不足するため、授業やレポート等で補うので注意すること.
学年末試験では中間試験範囲の基礎的問題(1問)を含めるので基礎は理解しておくこと.

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
後期
3rdQ
1週 論理演算,論理演算回路,真理値表,ブール代数,ド・モルガンの定理 論理演算回路の基礎的内容が理解できる.
2週 フリップ・フロップ(FF)とRS-FF 状態保持,FFの基礎,RS-FF,その入出力関係について理解できる.(教科書 第6章)
3週 RS-FFの応用回路とD-FFの基礎 RS-FFの応用回路,動作形態,D-FFの動作とその入出力関係が理解できる.
4週 D-FFの応用回路とT-FFの基礎 D-FFの応用回路,T-FF,カウント動作が理解できる.
5週 バイナリ―カウンタ 2^nカウンタ,10進カウンタ,入出力信号関係が理解できる.
6週 n進カウンタ設計 n進カウンタの設計,回路図,タイムチャートが理解できる.
7週 7セグメントLED表示 7セグメントLED表示器の動作,デコーダ,カウンタとの接続について理解できる.
8週 後期中間試験
4thQ
9週 答案返却,試験解答,オペアンプ基本特性,ボルテージフォロア アナログ信号,ディジタル信号,オペアンプの基本特性,入出力関係,関係式,ボルテージフォロア回路について理解できる.
10週 非反転増幅回路,仮想短絡 非反転増幅回路,入出力関係式の導出,仮想短絡,仮想短絡を用いた入出力関係式の導出が理解できる.
11週 加算減算回路,回路設計 加算回路,その入出力関係式,各種演算回路の組み合わせ回路の入出力関係式,演算式から演算回路の設計が理解できる.
12週 微分・積分回路,アナログコンピュータ 微分積分回路,積分回路を応用した微分方程式を解く回路が理解できる.
13週 D/A,A/D 変換回路 A/D,D/A 変換,その入出力関係,2 進重み抵抗型 D/A 変換回路が理解でき、簡単な入出力計算が理解できる.
14週 A/D 変換回路,サンプリング定理 A/D変換の流れや入出力関係,サンプリング定理について理解できる.
15週 学年末試験
16週 テスト返却と解説,成績確認

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その他合計
総合評価割合75000250100
基礎的能力5000005
専門的能力6000015075
分野横断的能力1000010020