対象年度	年度	2017	期	集中	開講時限	集中
開講学部・学科等	理工
科目コード	641032700		科目ナンバー	SEM03600
授業名	メカトロニクス
英文授業名	Mechatronics
担当教員	櫛橋　康博

授業形態	講義、実験・実習・実技
	e-learning利用		その他：
担当形態	単独
関連する授業
	当科目履修前に履修して おくことが望ましい科目
	後続関連授業
教職課程科目
テーマ・キーワード

授業の概要・ねらい	メカニズムとエレクトロニクスが融合することによる高精度化，高速化，インテリジェント化など様々な利点を知り，さらに，実際にメカトロニクスを応用したシステムを構築するための基本的な要素技術や方法論について実践的に学ぶことを目的とする．前半は講義中心として進め，後半はディジタル回路の演習や簡単なシステムについて設計演習を行う．
到達目標	センサからの情報をコンピュータに取り込み，演算処理してアクチュエータを駆動する一連の流れを理解し、それぞれの電子回路の基礎知識を身につけるとともに、それらをシステムとして構成していくための手法や考え方をマスターする．
教科書と準備するもの	資料配布
参考書	資料配付
評価の基準	講義と実習を通してメカトロニクスシステムの構成と主なデバイスの働きについて理解するとともに、システムの設計と製作ができること.
具体的評価方法	実習への取組みとレポート課題による

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単位互換
特記

第1回	内容	メカトロニクスシステム概説 高精度化，高度化，インテリジェント化などについて，実例を示しながら概説する．
	授業時間外における学修（予習・復習等）	予習：人間が行う作業を機械が自動的に行うためにはどのような仕組みが必要か調査する.
	授業実施特記
第2回	内容	システムの構成について センサ，処理系，アクチュエータからなるシステムの構成例とバリエーションについて概説する．
	授業時間外における学修（予習・復習等）	復習：授業中に課題とした「役に立つメカトロシステム」について再考し、より具体的な構成を考え，ブロック図として表してみる.
	授業実施特記
第3回	内容	センサについて システム内外の状態を電気的な信号に変換するセンサの原理や種類，使い方などについて実例を示しながら述べる．
	授業時間外における学修（予習・復習等）	予習：センサについて調査しておく. 　　　オームの法則，キルヒホッフの法則について復習しておく. 復習：角度センサについて復習しておく.
	授業実施特記
第4回	内容	処理系，アナログとディジタル センサ信号に基づいて制御する方法について，アナログとディジタルを比較しながら解説する．
	授業時間外における学修（予習・復習等）	予習：アナログとディジタルの違いについて調べておく.
	授業実施特記
第5回	内容	アクチュエータと機構学 モータ，形状記憶合金などアクチュエータの種類と使い方，それらを利用するための機構について述べる．
	授業時間外における学修（予習・復習等）	予習：直流モータの仕組みと動作について調べておく.
	授業実施特記
第6回	内容	アクチュエータの駆動 スイッチング回路によるアクチュエータの駆動について概説し，それに使用するデバイスやHブリッジ回路について解説する．
	授業時間外における学修（予習・復習等）	予習：Pulse Width Modulation（PWM）について調べておく. 復習：Hブリッジ回路の使い方についてまとめておく.
	授業実施特記
第7回	内容	ディジタル回路（１）論理回路 ディジタル回路の成り立ち，基本論理ゲートの種類と動作を復習し，演算回路の構成などについて説明する．
	授業時間外における学修（予習・復習等）	予習：基本論理ゲートの真理値表を調べておく. 復習：授業中に例として扱った半加算器，全加算器の動作が真理値表にどのように表されているか復習しておく.
	授業実施特記
第8回	内容	ディジタル回路（２）順序回路 フリップ・フロップ，カウンタ，ラッチなどを中心に，計数やタイミング回路について概説する．
	授業時間外における学修（予習・復習等）	予習：NANDゲートの動作について復習しておく. 復習：例題を再度解くことでフリップ・フロップの動作を時系列的に追えるようにしておく.
	授業実施特記
第9回	内容	プロセッサ（１） コンピュータの構成高度な処理を実現するために必須となるコンピュータの構成やCPU，メモリの動作について説明する．
	授業時間外における学修（予習・復習等）	予習：コンピュータの要素について調査しておく. 復習：CPUの働きについて復習しておく.
	授業実施特記
第10回	内容	プロセッサ（２）I/Oデバイスと初期化 アクチュエータの制御には，Ｉ／Ｏデバイスが不可欠である．その必要性や種類，使い方などについて概説する．
	授業時間外における学修（予習・復習等）	復習：Ｉ／Ｏデバイスの制御におけるアドレスの役割について復習しておく.
	授業実施特記
第11回	内容	プロセッサ（３）プログラム コンピュータの動きをプログラムの観点から説明する．（宿題あり）
	授業時間外における学修（予習・復習等）	予習：機械語について調べておく 宿題：ＬＥＤを点滅させるコンピュータプログラムを作成する.
	授業実施特記
第12回	内容	メカトロシステム設計製作実習（１） あらかじめ仕様を決めたセンサやアクチュエータを組み合わせ，要求される機能を実現してゆく設計課題に取り組む．
	授業時間外における学修（予習・復習等）	予習：決定した仕様に合致したセンサやアクチュエータの候補を探しておく.さらに，インターネットや図書館を利用してそれらのデータシートを収集し，それらの性能や取り付け方法などを理解しておくことが望ましい.
	授業実施特記
第13回	内容	メカトロシステム設計製作実習（２） 設計したシステムの電子回路を製作する.
	授業時間外における学修（予習・復習等）	宿題：機構部の図面を作成する
	授業実施特記
第14回	内容	メカトロシステム設計製作実習（３） 設計したシステムの機構部を製作しシステムを完成させる.
	授業時間外における学修（予習・復習等）	課題：各自の設計製作したシステムに関するレポートを最終課題とする．
	授業実施特記
第15回	内容	まとめ 本講義を振り返り要点を概説するとともにメカトロシステム設計製作実習で完成させたシステムについて講評する.
	授業時間外における学修（予習・復習等）	講義開始までに製作したシステムに関するレポートを提出する.
	授業実施特記