トライアルシリーズ(トランジスタ技術 2012年4月号増刊)

障害物を避けながら前進！スクリプト言語で簡単操縦！カメラ画像処理！
超入門! 付属ARMマイコンで始めるロボット製作

目次

導入編

　ARMマイコンLM3S3748を使ったロボット制御はここがすごい！
第1章　本書で作るロボットの概要
　ロボット制御に欠かせないマイコン技術
　ARM Cortex-M3マイコンLM3S3748のメリット
　本書で作るロボットの魅力
■Appendix
　付属マイコン・ボードQuick Start
　付属マイコン・ボードのチェック
　マイコン・プログラム書き込みソフトウェアのダウンロードとインストール
　付属マイコン・ボード上のマイコンにプログラムを書き込む方法
　本書に必要な部品の取り付け

　USB 2.0 デバイス/ホスト，デッド・バンド生成機能付きPWM，DMA，直交エンコーダ入力内蔵
第2章　Theパワフル・マイコン　Stellaris LM3S3748
　StellarisファミリとLM3S3748マイコン
　付属マイコン・ボードの回路と特徴
　付属マイコン・ボードとEK-LM3S3748との違い
　USBブートローダの使い方
　付属マイコン・ボードの電源の使い分け
　USBホスト機能の動作確認
■Appendix
　教えます！LDOレギュレータ電源回路設計 三つのポイント

　注目のCライクな組み込み機器用スクリプト言語
第3章　Pawnの環境構築とプログラミング
　Pawnとは
　付属マイコン・ボード用Pawn開発環境のインストール
　Pawn開発環境の操作方法
　Pawnの文法
　LM3S3748専用機能の詳細
　Pawnの仮想マシンに機能を追加する


入門編

　LEDの点灯とスイッチ入力でウォーミングアップ
第4章　Pawnで外部機器をコントロール
　汎用入出力ポート(GPIO)を使用したLEDの点灯
　PWM制御を使ったLEDの調光
　汎用入出力ポート(GPIO)を使用したスイッチの検出
　スイッチの誤検出の原因「チャタリング」を防ぐ
　制御基板の製作とスライド・スイッチ/DIPスイッチの入力
■Appendix
　水晶振動子はこうしてできる　原料から完成品まで

　PWMモジュールから出力した方形波で圧電サウンダを鳴らす
第5章　Pawnで音を出す，音楽を奏でる
　マイコン直結発音デバイス「圧電サウンダ」
　PWMモジュールの出力信号で圧電サウンダを鳴らす

　フォトトランジスタ，PSD距離センサ，温度センサの出力をA-D変換
第6章　Pawnで明るさ検出，距離検出，温度測定
　フォトトランジスタを用いた周囲の明るさの検出
　PSD距離センサを用いた距離の測定
　LM3S3748内蔵温度センサを用いた温度測定
■Appendix
　JTAG/SWDを使ったデバッグ

　マイク出力をOPアンプで増幅してA-D変換
第7章　音声データをmicroSDカードに保存
　音声信号の取り込み
　microSDカードへのデータの読み書き

　ドライバICを繋いで回転方向と速度を制御
第8章　DCモータをPWM制御する
　DCモータの特徴と特性
　DCモータの特性を定式化
　いろいろなDCモータ駆動回路
　便利なDCモータ・ドライバICを使う
　DCモータをPWM制御するプログラム

　PSD距離センサを取り付けて距離を測る
第9章　RCサーボモータを制御する
　RCサーボモータの仕組み
　RCサーボモータへのPSD距離センサの取り付け
　RCサーボモータ制御回路の製作
　PSD距離センサの取り付け
　RCサーボモータの制御プログラム
　水平面内の距離データの取得

　QEI，GPIO+割り込みでフォトインタラプタのパルスをカウント
第10章　ロータリ・エンコーダから回転方向と回転角度を検出
　ロータリ・エンコーダの仕組み
　フォトインタラプタの仕組み
　フォトインタラプタ周辺の回路と製作
　符号板の設計
　符号板の製作
　ロータリ・エンコーダの調整
　内蔵QEIを使ったパルスのカウント
　GPIO+割り込みを使ったパルスのカウント


応用編

　ロータリ・エンコーダで軌道制御，PSD距離センサで物体追従
第11章　Pawnでロボットを制御してみよう
　ロータリ・エンコーダを用いた軌道制御
　目標経路への追従
　PSD距離センサを用いた物体追従

　PSD距離センサのデータを活用．ICP関数を実装して
第12章　ICPスキャン・マッチングで地図を描く
　PSD距離センサのデータとオドメトリを組み合わせた障害物マップ
　ICPスキャン・マッチングとは
　ICPアルゴリズム関数の実装と地図を描くプログラム

　USB シリアル変換ICを使った
第13章　UARTモジュールでロボットとシリアル通信
　USB-シリアル変換IC FT232RL
　シリアル通信回路の製作
■Appendix　脅威の電源ノイズ　その対策を教えます！
　電源ラインのノイズ
　パスコンによるノイズ対策

　UVCビデオ・クラス・ドライバを作成！
第14章　USBウェブ・カメラを繋いで画像処理にチャレンジ
　USBホスト機能のメリット
　USBウェブ・カメラの仕組みとUSBビデオ・クラス
　UVC規格カメラの画像フォーマット
　USB通信の動作
　USBフル・スピード転送のパケット・サイズ
　UVCドライバの開発環境と開発手順
　UVCホスト・ドライバの作成
　画像によるロボット制御の可能性
■Appendix
　4本のスペーサを接続するだけで機能が追加できる！
　積み重ねるロボットCYLINDER TIER

付録A　ロボット台車メカニズムの製作
付録B　付属マイコン・ボードの補足事項