Raspberry Piでロボットをつくろう!
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『Raspberry Piでロボットをつくろう!:動いて,感じて,考えるロボットの製作とPythonプログラミング』
Matt Timmons-Brown著
齊藤哲哉 訳
ISBN-13: 978-4320124813
3,630円(税込)
2021年12月30日発売予定(ECサイトでは2021年1月4日に延びています)
間違いの報告や部品表・正誤表についてはGitHubをご覧ください
概要
ロボットやプログラミング,電子工学に興味がある人たちへ向けた,モノづくり,電子工学,ソフトウェア・プログラミングのすべてが揃った入門書。
本書はプロジェクトに基づいており,Raspberry Piで二輪ロボットをゼロから構築し,プロジェクトごとに部品を追加して,新しい機能をプログラムしながらロボットを改良していく。
ロボット構築に用いるすべてのPythonコードは原著出版社のサイトからダウンロードできる。
本書により,何年にもわたりロボット工学やコンピュータサイエンスの楽しむためのプログラミングスキルや工学的なスキルとともに,最高にクレイジーなロボットのアイデアを実現するのに必要な基礎が身につけられる。
もくじ
はじめに
なぜロボットをつくって学ぶのか?
なぜRaspberry Piなのか?
本書の内容
本書が想定する読者
使用部品
さあ,始めよう!
第1章 起動する
Raspberry Piを入手する
Pi初体験
そのほかに必要なもの
Raspberry Piを設定する
Windows/macOSでPiのオペレーティングシステムをインストールする
Raspberry Piに機器を接続する
Raspberry Pi OSをインストールする
Raspberry Pi OSを設定する
素晴らしきターミナルの世界
ターミナルを見て回る
他のコンピュータからRaspberry Piに接続する
プログラミングとは?
Python入門
初めての Pythonプログラムを書く
まとめ
第2章 電子工学の基礎
電気とは?
抵抗
オームの法則
LEDを点滅させる: Raspberry PiのGPIO出力
部品リスト
LEDを配線する
Raspberry PiでLEDを点滅させるプログラムを書く
プログラムの実行: LEDを点滅させる
挑戦しよう: 点滅の間隔を変える
ボタンから入力する: Raspberry PiのGPIO入力
部品の説明
ボタンを配線する
Raspberry Piでボタンからの入力を表示するプログラムを書く
プログラムの実行: ボタンからの入力を取得する
挑戦しよう: ボタンからの入力と LED の点滅を連動させる
まとめ
第3章 ロボットをつくる
初めてのロボット
部品リスト
車台(シャーシ)
モーター
電池
電圧調整器
モーターコントローラ
必要な道具
ロボットを組み立てる
車台をつくる
モーターを取り付ける
ロボットを安定させる
電池を取り付ける
Raspberry Pi,ブレッドボード,降圧コンバータを取り付ける
Raspberry Piに繋ぐ電源を配線する
モーターを接続する
まとめ
第4章 ロボットを動かす
部品リスト
Hブリッジを理解する
ロボットを初めて動かす
事前に決めた経路でロボットを動かす
プログラムの実行: ロボットを動かす
ロボットを遠隔操作する
Wiiリモコン
Bluetoothをインストールして使えるようにする
遠隔操作機能をプログラミングする
プログラムの実行: ロボットを遠隔操作する
モーターの回転速度を変える
PWMの仕組みを理解する
加速度計を理解する
加速度データを調べる
遠隔移動操作を突き詰める
ロボットの速度を変えるプログラムを書く
プログラムの実行: PWMを使ってロボットを遠隔操作する
挑戦しよう: 遠隔操作ロボットを改良する
まとめ
第5章 障害物を避ける
障害物検知の方法を理解する
超音波距離センサーによるアナログ物体検知
HC-SR04の仕組みを理解する
障害物までの距離を測定する
部品リスト
分圧器で電圧を下げる
HC-SR04を配線する
Raspberry Piで距離を取得するプログラムを書く
プログラムの実行: 障害物までの距離を測定する
ロボットに障害物を回避させる
超音波距離センサーHC-SR04を取り付ける
ロボットに障害物を避けさせるプログラムを書く
プログラムの実行: ロボットに障害物を避けさせる
挑戦しよう: 障害物回避プログラムを改良する
まとめ
第6章 光と音で華やかにする
Raspberry PiロボットにNeoPixelを取り付ける
NeoPixelとRGB表色系
部品リスト
NeoPixel Stickを配線する
ソフトウェアをインストールする
ライブラリのサンプルコードを設定する
サンプルコードを実行する
Wiiリモコンプログラムを使ってNeoPixelを操作する
プログラムの実行: NeoPixelをWiiリモコンで操作する
挑戦しよう: 色とパターンを派手にする
Raspberry Piロボットにスピーカーを取り付ける
3.5mmスピーカーの仕組みを理解する
スピーカーを接続する
Wiiリモコンプログラムに警笛音を追加する
ソフトウェアをインストールする
ターミナルから音を鳴らす
Wiiリモコンプログラムを使って音を鳴らす
プログラムの実行: NeoPixel,効果音,Wiiリモコンの操作
障害物を避けるプログラムにビープ音を追加する
障害物を避けるプログラムにビープ音を組み込む
プログラムの実行: 障害物を避けるときにビープ音を鳴らす
挑戦しよう: 別のプロジェクトに効果音を追加する
まとめ
第7章 線をたどる
走路をつくる
線をたどるための理論
赤外線センサーを使って線を見つける
部品リスト
TCRT5000線追従センサーモジュールを配線する
Raspberry Piで線を見つけるプログラムを書く
プログラムの実行: 線を見つける!
ロボットに線をたどらせる
2個目のTCRT5000モジュールを配線する
センサーを取り付ける
ロボットに線をたどらせるプログラムを書く
プログラムの実行: ロボットが線をたどる!
まとめ
第8章 コンピュータビジョン——色のついたボールを追いかける
コンピュータビジョンの役割
部品リスト
目標物: 色のついたボール
公式Raspberry Piカメラモジュール
カメラモジュールを接続して設定する
カメラを取り付ける
カメラとVNCを有効にして画面の解像度を設定する
テスト撮影する
VNCを使ってPiのデスクトップを遠隔から操作する
VNC Viewerをインストールして接続する
Raspberry Pi カメラモジュールを使って写真を撮影し表示する
ロボットにボールを追いかけさせる
色のついた物体を認識するために必要な理論を理解する
ソフトウェアをインストールする
目的の色の色相値を調べる
HSVテストプログラムを実行する
ロボットにボールを追いかけさせるプログラムを書く
プログラムの実行: ロボットが色付きのボールを追いかける!
まとめ
次のステップ
Raspberry Pi Guy
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他のウェブサイト
同好会・イベント
書籍・出版物
Raspberry Pi の GPIO ピン配置図
抵抗値の計算方法
はんだ付け
必要なもの
はんだ
はんだごて
こて台とこて先クリーナー
部品をはんだ付けする
はんだ付けの準備
こて先を錫メッキする
部品の準備
完璧な接合部のはんだ付け
まとめ
起動時にプログラムを実行する
rc.local ファイルを編集する
実践例
訳者あとがき
索引
原著とのサイズの違い
https://gyazo.com/a6d4a94c88843800c8b34a50ea2699dd
saitotetsuya.icon訳書はB5版
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