徳島文理大学

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徳島文理大学短期大学部

【科目名】    マイコン制御実験

科目番号10255担当教員名河田　淳治単位1単位
科目群専門必修・選択必修開講期後期 対象年次3年
授業概要
前半では，LEGO Mindstorms NXTを用いて，ロボットの機構，センサーやアクチュエータの制御方法，ロボットの制御プログラミングについて学習する．そして，いくつかの課題からなる競技コースを走行する自律型移動ロボットを製作し，競技会，報告会を行う．さらに後半では，mbedマイコンを搭載したロボット教材を使用し，ロボットの制御方法，C/C++言語プログラミングについて学習する．
到達目標
1. 車両型ロボットの基本設計ができる．
2. 光センサやタッチセンサの使用方法について理解している．
3. ROBOLABあるいはC言語(NXC)を用いて，基本的なロボット制御のプログラミングができる．
4. 競技用ロボットを設計・製作することにより，独創性，問題発見・解決能力を養う．
5. グループ内でのディスカッション能力，コミュニケーション能力を養う．
6. プレゼンテーション技術を向上させる．
7. mbedマイコンとは何か，その使用方法（プログラミングの手順）について理解している．
8. 外部回路（LED点灯回路，スイッチ回路，Hブリッジ回路，フォトセンサ，CdS）とPICマイコンのインターフェースについて理解している．
9. C/C++言語により，簡単なmbedマイコンのプログラミングができる．
授業計画授業形態授業時間外学習
【1】ガイダンス，使用教材の基本構成，車両型ロボットの製作講義と演習（予習）ロボット教材付属のテキストを熟読する。（復習）ロボット教材の各部品の特徴をまとめる。
【2】ROBOLABプログラミングの基礎講義と演習（予習）講義で指定した資料を熟読する。（復習）ROBOLABでのプログラミング方法を確認する。
【3】ROBOLABプログラミングの応用講義と演習（予習）講義で指定した資料を熟読する。（復習）ROBOLABでのプログラミング方法を確認する。
【4】競技用ロボット・制御プログラムの改良(1)講義と演習（予習）講義で指定した資料を熟読する。（復習）ロボット制御について指定された競技コースをもとに熟考する。
【5】競技用ロボット・制御プログラムの改良(2)講義と演習（予習）講義で指定した資料を熟読する。（復習）ロボット制御について指定された競技コースをもとに熟考する。
【6】競技用ロボット・制御プログラムの改良(3)講義と演習（予習）講義で指定した資料を熟読する。（復習）ロボット制御について指定された競技コースをもとに熟考する。
【7】競技用ロボット・制御プログラムの改良(4)講義と演習（予習）講義で指定した資料を熟読する。（復習）ロボット制御について指定された競技コースをもとに熟考する。
【8】競技会・報告会講義と演習（予習）競技コースとロボット制御を確認する。（復習）競技会の結果を踏まえてロボット制御について熟考する。
【9】mbedマイコンについて，プログラム開発手順，ディジタル入出力講義と演習計算機工学の資料を熟読し，プログラム開発手順，ディジタル入出力のプログラム，LEDやスイッチのインタフェースについて理解しておくこと．
授業中に完成しなかった課題について自宅で考えてくること．
【10】PWM出力とアナログ入力（フルカラーLED，スピーカ，R/Cサーボモータ，ポテンショメータ，測距センサ）講義と演習計算機工学の資料を熟読し，PWM出力，アナログ入力のプログラムについて理解しておくこと．
授業中に完成しなかった課題について自宅で考えてくること．
【11】シリアル通信（PCとの通信）講義と演習配布資料を熟読しておくこと．
授業中に完成しなかった課題について自宅で考えてくること．
【12】I2C通信（加速度センサ，温度センサ）講義と演習配布資料を熟読しておくこと．
授業中に完成しなかった課題について自宅で考えてくること．
【13】DCモータのPID制御講義と演習配布資料を熟読しておくこと．
授業中に完成しなかった課題について自宅で考えてくること．
【14】m3piロボット教材によるライントレース(通常のトレース，L字コースのトレース）講義と演習配布資料を熟読しておくこと．
授業中に完成しなかった課題について自宅で考えてくること．
【15】m3piロボット教材によるライントレース(T字，十字路のトレース）講義と演習配布資料を熟読しておくこと．
評価方法
平常点，競技会の結果，報告会でのプレゼンテーション，課題プログラム，期末試験を総合して判断する
教科書
講義資料をホームページに公開するとともに，適宜プリントを配布する
参考図書
ROBOLABに関する書籍，mbedマイコンの入門書，C/C++言語プログラミングの入門書（講義中に紹介する）
備考
河田・加治の２名で担当する．授業計画の１項目につき，２コマ連続して授業を行う．
電子回路，論理回路，プログラミング言語，計算機工学を履修済みであること．