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モータ制御で学ぶ電子回路と組込みプログラミング

マイナビ出版

「モータ制御」を題材とした、基礎レベルの実践的な「組込みシステム実習書」

本書は、ロボットやメカトロニクスの根幹技術であるモータ制御に関する実践的な演習を通して、現代のメカトロ・エンジニアに必須の電子回路と組み込みプログラミングの基礎を学んでいきます。

従来の数式展開を中心とした理論書とは異なり、図や写真を多く掲載していますので、組込みシステムやモータ制御に関する予備知識の無い人でも、本書を読み進むだけで、電子回路の実験や、C言語のよるモータ制御実験などを、基礎から順を追って理解できるようになっています。本書は、12章からなる講義と演習を通して、順を追って学習することができるように構成されています。


第1章~第3章では、センサ回路やモータの特性、モータ制御回路など、組込みシステムの基礎となる電気ハード部分に焦点を当てて実験を行います。ソフトウェアだけでなく、電子回路などハードウェアに関する感覚をつかんでおくことは、組込みシステム開発において非常に大切です。マイコンを使い始める前に、CPUに対する入力(センサ)と出力(アクチュエータ)の概要について、しっかりと理解しておきましょう。

第4章~第5章では、マイコンとして、ルネサステクノロジ社のH8 CPUを用いて、簡単な入出力プログラムを構築します。はじめて組込みC言語に取り組む人を対象として、開発環境の構築にもページを割いています。LEDの点滅(出力)、DIPスイッチからの入力など、ディジタル信号の取扱い方法を習得しましょう。

第6章~第11章は、組込みC言語の応用です。アナログセンサを用いたA/D変換や、エンコーダの割り込み処理、そしてタイマを用いたPWM出力など、組込みシステム特有の入出力プログラムを、実例を見ながら確認しましょう。

最後の第12章では、これまでのまとめとして、角度サーボ(角度フィードバック)システムを構築します。そのままでは回転し続けてしまうDCモータを、フィードバックという概念を用いて、目標とする角度に静止させます。回路もソフトウェアも複雑になっており、ここまでの積み重ねが試されることでしょう。

(備考)
本書は同名の『モータ制御で学ぶ電子回路と組込みプログラミング』(2009年2月、弊社刊)の復刊です。内容は当時のままで、変更されておりません。

発売日:2015-04-02

ページ数:240ページ

目次

1章 ポテンショメータとエンコーダ~回転角度を計測しよう
2章 アクチュエータの基礎~DCモータの特性を理解しよう
3章 モータ駆動回路~トランジスタによるHブリッジ回路
4章 はじめての組込みプログラミング~LEDを点滅させてみよう
5章 ディジタル入出力プログラミング~DIPスイッチでLEDを制御しよう
6章 アナログデータの活用(A/D変換)~ポテンショメータ角度の取り込み
7章 エンコーダの割り込み処理 その1~割り込みプログラムの基礎
8章 エンコーダの割り込み処理 その2~割り込み処理のタイミング:2逓倍
9章 エンコーダの割り込み処理 その3~割り込み処理のタイミング:4逓倍
10章 PWMによる電圧制御 その1~簡易PWMによるモータ速度制御
11章 PWMによる電圧制御 その2~タイマカウンタによるPWM出力
12章 フィードバック制御の基礎~モータ角度のフィードバック制御

著者プロフィール

  • 株式会社ZMP(著者)

    坂井亮介 (さかいりょうすけ)
    1996年早稲田大学理工学部機械工学科高西研究室卒業(二足歩行)。2003年米国カーネギーメロン大学機械工学科修了(ナビゲーション)。1996年から2000年まで、アンダーセンコンサルティング株式会社(現アクセンチュア)コンサルタントとして、製造業、学校教育現場でのコンサルティングに携わる。2003年から2008年まで、株式会社ゼットエムピー技術戦略室室長。ロボットを活用した実践的なエンジニア育成教材e-nuvoシリーズの企画、開発を担当。経済産業省「今年のロボット」大賞2008「中小企業基盤整備機構理事長賞」受賞。