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マイコンボード
本教室では
マイコンボード
を中心に
ものづくり
を通じてプログラムの学習をしていきます。
micro:bit
micro:bit
は技術的には
マイクロコントローラ
開発ボードです。一般的には
マイコンボード
とよばれています。
プログラミング
を学ぶには
マイコンボード
が最適です。自分で書いたプログラミングを
maicro:bit
にダウンロードすることで動作が確認できるシンプルな構成です。
micro:bit
は素晴らしいデバイスです。教育にも遊びにも使え、 複雑なロボットの頭脳など実用的にも使えます。教育用として開発されましたが、非常に応用性の高いマイコンボードです。
Raspberry Pi
Raspberry Pi
はイギリスのラズベリーパイ財団によって 開発されたシングルボードコンピュータです。日本では略称としてラブパイともいわれています。 主に教育で利用することを想定していますが、安価に入手できるIoT機器として趣味や業務に広く使われています。 シングルボードコンピュータは日常的なパソコンと同じような機能をできるボードでUSBポートとビデオポートを有し、 キーボードとモニターを接続することができます。
Aruduino
「Arduinoプロジェクト」により開発されたオープンソースハードウェアです。非営利団体Arduino Foundationにより 管理、開発されているArduino IDEでプログラムを作成していきます。
Arduinoの互換ボードです。
micro:bit
の学習で使用したデジタルデバイスモジュール、 アナログデバイスモジュールが接続しやすいように設計されています。
拡張ボード
マイコンボードに接続しセンサーやモータを動かすことができる拡張機能を持ったボードです。
センサーシールド
micro:bit
のピン配置に対応してデジタルデバイスモジュール、 アナログデバイスモジュールを接続することができます。IICインターフェイスもありディスプレーを接続することもできます。 カリキュラムの「micro:bit 応用」で主に使用します。
ゲームパッド
8色表示できるLEDが8x8のマトリクスに配置されています。左側の上下左右のボタンと右側にある2つのグリーンのボタンを駆使して レトロなゲームを作成していきます。 また、Botと通信をしてBotのコントローラーとして使います。
モーターシールド
micro:bit
用のモータドライバボードです。 DCモーターを2個、サーボモーターを8つ接続できるボードです。 Bot でモータを動作させる基盤として使用しています。
micro:bit
用のサーボモータドライバボードです。 サーボモーターを16個、接続できるボードです。 Bot 多数のサーボモータを動作させる基盤として使用しています。
モータードライバ
PCA968516チャネル PWM/サーボ ドライバー サーボモーターを16個接続できる
arduino
用のモータドライバボードです。
arduino
でIICインターフェイスで接続しBot で複数のサーボモーターの制御に使います。
デバイスモジュール
デバイスモジュールはセンサーなどの単体部品を
micro:bit
や
arduino
や などのマイコンボードで使いやすくした部品の集合です。
センサー
RV(赤外線)センサー
UV(紫外線)センサー
明るさセンサー
超音波距離センサー
水位センサー
衝突センサー
磁気センサー
温度センサー
ライントレースセンサー (Botに組込み)
障害物検知センサー (Botに組込み)
LED
高輝度 LED
信号機 LED
赤色 LED
白色 LED
ディスプレー
液晶画面(LCD)
デジタルディスプレー
Bluetooth
Bluetooth
モジュール
スイッチ
リレースイッチ
2ch リレースイッチ
プッシュボタン
タッチボタン
入力デバイス
ジョイスティック
ロータリーボリューム
電源
5V電源モジュール
micro:bit拡張電源モジュール
モーター
モーターはサーボモーター、DCモーター、ステッピングモータの3種類があります。そぞぞれ用途が違いますので使い方と制御の仕方を学んでいきます。
DCモーター
模型用などに使われているブラシ付DC(直流)モーターです。マイコンボードから制御するためドライバー(画像右側)を使い学習していきます。
サーボモーター
マイクロサーボモータ Botの足やアームなど稼働部分に使うモータです。 0~180°の範囲で回転します。
ステッピングモーター
回転数、回転角度を正確に設定できます。動作させるには画像右側にあるドライバーを必要とします。 ステッピングモータを組み込んだBotを使い学習していきます。
水中モーター
水位センサーと組み合わせて自動給水装置を作る学習で利用します。
Bot
BotはRobotの略称です。市販のBot も使いますが多くは講師が部品やパーツを購入して3Dプリンタを使って手作りし、 学ぶべき機能を組み込んでいます。Botのモータやセンサーをコントロールすることでプログラミングを学習していきます。
DCモーターの制御方法の基本を学びます。DCモーターが1つ搭載されています。(micro:bit 応用)
Botの基本機能が搭載されています。2個のmicro:bit を通信機能を学びます。(micro:bit 実践Ⅰ)
DCモーターが2つでキャタピラを制御します。超音波距離センサーが搭載されていますので自動停止機能を学習します。 (micro:bit 実践Ⅱ)
4本の足に4つのサーボモータが接続しています。 複数サーボモーターの動き方を学習します。 (micro:bit 実践Ⅱ)
ステッピングモータが2つ搭載されて車輪を回転させることができます。 ステッピングモータの動き方を学習します。 (micro:bit 実践Ⅱ)
ステアリング BOT 駆動輪をサーボモータで方向を変えることができます。 駆動輪には360度回転するサーボモータを使用してます。 (micro:bit 実践Ⅱ)
アームタンク BOT 3つサーボモータと1つのステッピングモータを備えたアームを搭載したタンクBotです。 DCモータ、サーボモータ、ステッピングモータの3種類のモータを総合的に使うことを学習します。 (micro:bit 実践Ⅱ)
4輪駆動 BOT 4輪を個々に動かすことができます。各車輪はサーボモータで方向を変更することができます。 4つのDCモータと4つのサーボモータを制御してBotを自在に操縦できるようにプログララムを作成することを学習します。 (micro:bit 実践Ⅱ)
4個のDCモータで4輪を別々に制御することができます。 arduinoでのDCモータの制御方法を学習します。 (arduino 応用 )
4足歩行 BOT 12個のサーボモータで12箇所の観察を可動することができます。 arduino での複数サーボモーターの動き方を学習します。 (arduino 実践)
パーツ類
ケーブル
ジャンパーケーブル
クリップコード
マイクロB-USBケーブル
バッテリー
バッテーリーケース
測定機器
動作の原理を理解するため各種測定機器を使用します。
デジタルマルチメータ
電圧、抵抗や通電の確認に使います。
オシロスコープ
デジタル信号の確認に簡易型のオシロスコープを使います。
デジタル計測器
デジタルノギス
デジタル角度計
ネットワーク機器
サブカリキュラムのネットワークの学習に使用します。
ルータ
ネットワークの接続のしかたや原理の学習に使用します。
Webカメラ
WEBカメラを使いネットワークの仕組みを勉強します。
中継器
WiFi 中継器
HUB
ファイル
受講資料整理用のファイルノートです。
書籍
学習に必要な参考書として次の書籍を用意します。
OS
Linuxコマンドリファレンス。
プログラミング言語
C言語を学習用の教科書です。
C# 学習用の教科書です。
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