グリネルでの電子工学、Independent Studyについて

こんにちは

こうたです。またまたお久しぶりになってしまいました。グリネルでは夏休みに入ったので再び更新を再開できれば!と思います。

時が流れるのは早いもので、とうとう3年生が終わってしまいました。グリネル生活は残り1年になってしまいました。先学期は3年間の中でも、面白いと感じたクラスを取ったので紹介しようと思います。

Electronics

Electronicsイメージ

その名の通り、電子工学のクラスです。火曜日、木曜日の午前中は90分のレクチャー、午後に3~4時間のラボがあります。他のクラスに比べ拘束時間はとても長いですが、レクチャーで学んだ内容をその日のうちに手を動かして製作するため、仕組みをゼロから理解することができました。

学んだ内容はトランジスタやオペアンプを使用したアナログ回路からロジックIC、PICを使用したデジタル回路の基礎を幅広くカバーしました。ちょっとだけ専門的になってみますね。

こんな感じの回路図をよく目にします

途中自分たちで好きなものを作れる個人プロジェクトの時間があり、オペアンプを組み合わせてノイズキャンセリングのヘッドホンを製作しました。基本的なノイズキャンセリングだとアナログ回路のみで作ることができ、正直とても驚きました。

ファイナルプロジェクトでは設定した温度を保つヒーターを製作しました。温度センサーの抵抗値をADC(Analog-to-digital converter)で読み取り、その値によってP制御(比例制御)でヒーターの出力を制御しました。いろいろな条件を試してみると、やはりP(比例)だけでは全ての条件をカバーできず、PID制御(比例・積分・微分)をしなければいけないのかな・・・という感じでした。時間に限りがあったのでPIDのパラメータ調整までは到底できませんでしたが・・・

とにかく、短くまとめてもこれだけ書くことができるぐらい、自分にとって面白いクラスでした。強度や弾性、振動などを考える構造系も好きですが、追求するならやはり電子回路、低レベルのソフトウェアが自分にとって良いのかなと改めて思いました。

FPGAの世界へ!

先学期は電子工学について基礎を幅広く学びました。来学期はさらに深掘りしていきたく、Independent Studyを教授と行うことにしました。

テーマはImplementation of Digital Filter and Electronic Stability Control on FPGA and ARM processorsです。なかなかカッコつけた感じですね(笑)

ローパスフィルタ、ハイパスフィルタなどのデジタルフィルタとPID制御を、ArduinoなどのARMプロセッサーとFPGAで実装し、パフォーマンスを比較しようというテーマです。ARMではドローン製作で作ったC言語のプログラムがあるので、すぐ実装できると思うのですがFPGAは初めてなのでどうなることやら・・・

最終的にはFPGAとARMを組み合わせて倒立振子を製作したいなと思っています。

専門的になりましたが・・・

少し専門的な単語とかも入れてしまいましたが、この分野に興味がある方がいるならば、グリネルではこんなことができるよ~という紹介でした。

また夏のリサーチについてや車購入のTipsなどについても書いていきたいと思います!

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