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授業でレース⁉ 理工学部 夏休みの特別授業


キャンパス内を「電動カート」で駆け抜ける人気授業!

明治大学では、夏休み中に実施される授業があります。

……夏休み中なのに授業に参加したくない?



いえいえ。
夏休み中にもかかわらず、学生から大人気の授業があります!

それは、理工学部の「プロジェクト実習」。

今回は「夏休み中にしかできない!」と、特に人気の講座「電動カート」を取材してきました。

オリジナルの「電動カート」を製作

授業では、電動カート用のモータ駆動用プログラムを製作し、それを市販の電動カート車体に搭載することでオリジナルの電動カートを完成させます。

さらに、完成した電動カートでレースも行います!
コースは生田キャンパスの構内です。

モータとプログラムを自作して、オリジナルの電動カートを製作します。

「電動カート」のプロジェクト実習は、理工学部が主催する授業です。
実験の様子や記録、レース結果の基準を満たせば、単位が付与されます。

今年は募集定員いっぱいの19名の学生が参加しました。

授業なので、実験の様子も記録します。

モータ製作・プログラミングのポイント

まずは、担当教員の久保田先生から、モータの原理や特性、カート装置についての講義があります。

モータは、エナメル線の巻線構成(直並列・コイルの巻き方・エナメル線の太さ等)によって、消費電力、トルク(馬力)、スピードが変わる。

エナメル線の巻き数が多ければ、トルク(馬力)が増して坂を登りやすくなるが、スピードが落ちてしまう。

久保田先生からは、どのような組み合わせが最適かを考えて製作して欲しいとの説明があり、講義は終了。

続いて、モータを動かすためのプログラム製作について、担当の井口先生の講義です。

モータは、プログラミングされた基板によって、動いたり止まったりコントロールされる。

基板やプログラミングの説明書は、教員が準備する。

ただし、説明書通りにプログラミングをすると、カートのスピードが遅く、壊れやすい。
自分たちでプログラミングを改良する必要がある

一通りの講義を受けたあと、それぞれチームの方針を検討します。1チームは3~4人。

どのような巻線構成(直並列・コイルの巻き方・エナメル線の太さ等)でモータを製作するのか、誰がどの工程を担当するのかなどを決めた後、モータやプログラムの製作に取り掛かりました。

製作がスタート!

モータ製作では、初めてエナメル線をコイルに巻いたり、はんだを使用したりする学生が多く、悪戦苦闘していました。

組み立てでは、「スムーズな走行が可能か?」「安全面で問題ないか?」といった要素を意識して、モータや配線等の部品を付ける位置を決めていました。

何度もモータが動かなくなるので、そのたびになぜ動かないのか、原因をチームの皆で考えます。

担当の久保田先生からは、「順調に動いている時は、プログラミング等の仕様は、大きくいじらない方が良い」とのアドバイスもありました。

各チームとも、レース直前まで、モータやプログラミングの調整を行います。
レース前日のテストでモータが動かなくなり、レース開始ギリギリまで作り直しているチームも…。

いざコースへ。無事に走り切れるか?

いよいよレース当日です!

久保田先生から、コースの説明を受けます。
時間内に何週できたかも記録するように指示がありました。

コースには、カーブや坂もあるので、運転には注意が必要です。
上り坂を登ることができるのか、学生も不安そうです。

コースに電動カートを置き、スタート時刻が迫ってきました。
カートが走ってくれるのか…大丈夫か…と、参加学生は不安な顔つきに…。

レース開始の時間になり、いよいよ各チームがスタート!

40秒ごとに出発します。

ゆっくりと最初の電動カートが走り始めました!

走り始めると、スタート地点付近にいた参加学生から「おぉー!!」と声があがりました。

徐々にスピードが上がっていき、スタート地点から見えなくなります。
同じチームの学生はホットした様子。

さて、他のチームも順調に…と思ったら、スタート直後に動かない電動カートが発生‼
急いでチーム全体で原因を探します。

一方、他の電動カートでもトラブル発生‼
コース途中にある上り坂を登れないようです。



トラブルはたくさんありましたが、各チームしっかりとレースに取り組めた様子でした。
学生さんたちの感想を見てみましょう。

レースに参加した学生の感想

・直前までカートの調整をしていたので、走り始めるまでがドキドキした。
・最初にカートが動かなくて、かなり焦った。部品が一つ抜けていたことが分かり、取り付けてからは動いたのでホットした。
・坂になるとスピードが極端に落ちて、坂を登り切れるかギリギリだった。
・上り坂が終わってカートが加速し始めると、楽しいし、走っていて気持ちがいい
・運転していて、コース中のカーブが怖かった。下り坂になるとスピードが思った以上に出たので、驚いた。
・他のチームのカートと競争するのが面白い。特に他のチームのカートを後ろから抜いた時は、快感だった。

電動カートの授業で伝えたいこと

担当の井口先生は「普段の授業で出来ないような製作やレースの体験をすることで、物作りを面白い、楽しいと感じてくれたら嬉しい。これをきっかけに色々なことに興味を持って、研究や勉強にも活かしてもらいたい」と語ってくれました。

自分たちで考えて製作した電動カートを、実際に走らせる経験はなかなか出来ません。
学生にとって、座学では得られない気づきや学び、体験に満ちた素晴らしい機会になったはずです。

明治大学への入学を検討している学生の皆さん、このような体験を明治大学理工学部でしてみませんか?


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