授業科目名	コンピュータ制御及び実習
時間割番号	TEE309 A
担当教員名	關谷　尚人／中村　一彦
開講学期・曜日・時限	前期・金・III-IV	単位数	3
＜対象学生＞
(未登録)
＜授業の目的＞
現在では家電製品，自動車などの工業製品のほとんどはマイクロプロセッサを内蔵している。したがって，工業製品の開発・設計を行う技術者にとってマイクロプロセッサによる機器等の制御の知識は必要不可欠である。本講義は，マイクロプロセッサによる制御の基本的な手法を理解することを目的としている。そのため，実際にArduinoを使用して，C言語のプログラミング，タイマなどの周辺回路の制御法などを習得する。 　さらに，本講義の前半で習得した知識を基にして黒線を追跡しながら走行する自走形ライントレースロボットを製作する。このライントレースロボットについては，どのように作らなければならないというような制限はない。各自，いかに速くライントレースができるかを考え，自分の力でロボットを製作し，プログラムを作ることが重要である。これにより，ライントレースロボットを作り，コースをいかに高速に，かつ正確に走行できるかを目標として，デザイン能力，マイコン技術などを学ぶ。
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
工学部(～2023年度入学生)>電気電子工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質）   EE-A 専門 5.ディジタル回路 手続き型プログラミング言語に習熟し、各種数値計算やシステム制御に応用できる。 ○ EE-B 6.信号とシステム 自動制御の考え方、自動制御に必要な基礎数学、伝達関数に基づく古典制御理論について説明できる（制御） ○ EE-C さまざまなセンサ、プリアンプ、フィルタとAD/DA変換、マイコンを組み合わせて基本的な計測システムを設計できる ○
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO 説明 コンピテンシーとの対応 EE 1 （ア）組み込み用マイクロプロセッサの概要について説明できる。 EE-A 2 （イ）組み込みプログラムの開発環境を利用できる。 EE-A 3 （ウ）1チップマイクロプロセッサの働きを説明できる。 EE-C 4 （エ）基本的な電子部品についての知識を持つ。 EE-C 5 （オ）フォトディテクタの原理，使用法についての知識をもつ。 EE-C 6 （カ）モータやセンサとマイコンとのインターフェースを理解し，プログラムを作ることができる。 EE-B 7 （キ）組み込みプログラミングをつくり実際に動作させることができる。 EE-C 8 （ク）ライントレースロボットを自らの力で設計し，組み立てることができる。 EE-C 9 （ケ）最終回に開催されるロボットコンテストの企画，準備,運営など社会性を必要とすることを身に着ける。 －
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 10% （ア）組み込み用マイクロプロセッサの概要について説明できる。 2 10% （イ）組み込みプログラムの開発環境を利用できる。 3 10% （ウ）1チップマイクロプロセッサの働きを説明できる。 4 5% （エ）基本的な電子部品についての知識を持つ。 5 10% （オ）フォトディテクタの原理，使用法についての知識をもつ。 6 20% （カ）モータやセンサとマイコンとのインターフェースを理解し，プログラムを作ることができる。 7 10% （キ）組み込みプログラミングをつくり実際に動作させることができる。 8 20% （ク）ライントレースロボットを自らの力で設計し，組み立てることができる。 9 5% （ケ）最終回に開催されるロボットコンテストの企画，準備,運営など社会性を必要とすることを身に着ける。 合計 100%
＜授業の方法＞
Arduinoを使ったプログラムの演習とラントレースロボットの作製
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
準備する道具 　ノートPC(Windows *1)，20W以下の小型のハンダコテ，コテ台，小型ニッパ，ピンセット，精密ドライバセット，できればワイヤストリッパ， 　Arduino エントリーキット Uno版 ( http://www.physical-computing.jp/product/459 ) 　　マイコン Arduino Unoといくつかの電子部品（抵抗，コンデンサ，LEDなど）のセット 　　4,000円（税抜）*2 *1) Mac, Linux版も提供されているが，授業内では説明しない *2) Arduinoエントリーキット＋ロボット部品代で計7千円程度の自己負担が必要です １．Arduinoエントリーキットは，上記サイトやAmazon等を利用して各自で手配してください 　　２．ロボット部品は，学科で用意したセットを購入していただきます(2～3千円程度）
＜テキスト＞
(未登録)
＜参考書＞
(未登録)
＜授業計画の概要＞
1 タイトル Arduinoの概要 事前学習 事後学習 Arduinoの予習と復習 授業内容 Arduinoの概要 2 タイトル Arduinoの使い方1 事前学習 事後学習 プログラミングの予習と復習 授業内容 プログラミング（LEDの交互点滅，PCとのシリアル通信の基礎，ブレッドボードによる回路作成） 3 タイトル Arduinoの使い方2 事前学習 事後学習 プログラミングの予習と復習 授業内容 プログラミング（PWM出力でLEDの明るさ調整，フルカラーLEDの制御，外部スイッチでの制御） 4 タイトル Arduinoの使い方3 事前学習 事後学習 プログラミングの予習と復習 授業内容 プログラミング（シリアル通信，温度の測定，Cdsセルによる明るさ測定） 5 タイトル Arduinoの使い方4 事前学習 事後学習 プログラミングの予習と復習 授業内容 プログラミング（圧電スピーカーで音を鳴らす，割り込み処理） 6 タイトル モータードライブ回路の設計と作製1 事前学習 事後学習 モータードライブ回路の予習と復習 授業内容 モータードライブ回路の設計 7 タイトル モータードライブ回路の設計と作製2 事前学習 事後学習 モータードライブ回路の予習と復習 授業内容 モータードライブ回路の作製 8 タイトル フォトディテクタ回路の作製 事前学習 事後学習 フォトディテクタ回路の予習と復習 授業内容 フォトディテクタ回路の作製 9 タイトル 各種回路の動作確認 事前学習 事後学習 フォトディテクタ回路の予習と復習 授業内容 プログラミング（光検出器から出力データ読み込み，モータ制御プログラム） 10 タイトル ライントレースロボットの作製1 事前学習 事後学習 ライントレースロボットの構想を練る 授業内容 ライントレースロボットの作製 11 タイトル ライントレースロボットの作製2 事前学習 事後学習 ライントレースロボットの構想を練る 授業内容 外装の作製 12 タイトル ライントレースロボットの調整1 事前学習 事後学習 ライントレースロボットの調整 授業内容 規定のコースを１周できるようにプログラム及び車体を調整する 13 タイトル ライントレースロボットの調整2 事前学習 事後学習 ライントレースロボットの調整 授業内容 規定のコースを１周できるようにプログラム及び車体を調整する 14 タイトル ライントレースロボットのコンテストの準備 事前学習 事後学習 コンテストの構想を練る 授業内容 コンテストの企画 15 タイトル ライントレースロボットコンテスト 事前学習 事後学習 コンテストに向けて最終調整を行う 授業内容 規定のコースを1周する時間と外装を競う． 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜前年度授業に対する改善要望等への対応＞
ロボット制作の進捗状況の差が学生間で大きいので、eラーニングサイト等を利用して、各授業回の到達目標を明示し学生自身で確認・把握できる仕組みを導入する予定である。
＜備考＞
講義では単純な例題をもとに説明していきます。Arduinoや回路素子のデータシートの読み方など実際の現場で必要とされる事柄の学び方について体得してください。