智慧型機器人實作-使用FPGA

智慧型機器人實作-使用FPGA
定價:490
NT $ 466
  • 作者:廖裕評陸瑞強
  • 出版社:新文京
  • 出版日期:2013-07-05
  • 語言:繁體中文
  • ISBN10:9862367792
  • ISBN13:9789862367797
  • 裝訂:平裝 / 452頁 / 16k / 19 x 26 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
 

內容簡介

  機器人產業是一門彙集電子、資訊、機械、通訊、自動控制等跨領域相關產業技術的整合性學科,各大專院校的電子、電機、自動化工程等科系也都開設相關課程。學習機器人設計的基礎,即是從自走車的設計開始,各大專院校也經常舉行自走車競賽,讓學生從自走車的設計與製作奠定進一步學習機器人設計的基礎。

  完整的機器人零組件包含:構裝用的機構模組;視覺、距離或溫度等感測器模組;致動用的驅動模組;以及編程動作的控制模組等四大部分,而自走車的設計即為練習這四大模組的入門。

  本書藉由簡單且趣味性的自走車控制,引導學生學習機器人零組件的四大模組,做為將來繼續學習機器人設計與製作之基礎。

  本書第一章先帶領讀者認識本書中所使用的軟體與硬體,包括Altera Installer的安裝及FBBCar的介紹;第二章則引導讀者建立Quartus II 專案,包括多工器、比較器、加法器、暫存器、計數器、狀態機等之設計與模擬;第三章教讀者伺服機之控制;第四章開始學習控制自走車;第五章講述FBBCar觸鬚導航;第六章介紹循黑區行走的自走車;第七章學習將紅外線感測器應用於自走車;第八章學習以智慧手機遙控FBBCar。

  智慧型機器人已廣泛結合在人類生活中。工業上使用的產業機器人可運用在製造業的加工、焊接及噴漆,或者是產品的組裝與搬運;而家用的服務機器人則可提供人類服務或與人互動,例如醫療、復健,或是娛樂寵物,甚至用在居家保全及掃地清潔等。未來人類科技生活發展的趨勢,將是整合居家環境、居家照護、安全監測、防災救災、休閒娛樂等等智慧生活與空間的自動化生活。

  機器人產業,也就是自動化產業,台灣自動化產業可望在2013年突破一兆元,成為半導體及面板這兩大製造業之外另一個產值破兆元的產業。不可諱言 工業自動化是台灣必走的一條路,目前最大的問題是缺少高階的操作人才,因高級人員不是埋頭苦練就可養成,必須有數學、空間以及電腦資訊等理論基礎才行,還需要會遠端操控及編程。

  本書藉由簡單且趣味性的自走車控制,以寓教於樂的方式,啟發讀者自發性學習的興趣,進而引導學生解決問題之能力,並促進學生對FPGA的程式設計的熟悉。希望讀者能藉由自走車的學習,進入機器人的領域,並了解實務脈動,建立學校與產業界相互合作的機制,寄能進而躍動整體技術人才之水平,幫助台灣產業轉型升級,讓台灣經濟再度起飛。

  本書於書末附錄隨堂練習的解答,讓讀者自行檢驗學習成果,提高學習效率;並隨書附贈範例光碟,方便讀者操作練習。

 

目錄

Chapter 1  軟體與硬體介紹
1-1 Altera Installer安裝軟體工具下載
1-2 軟體安裝
1-3 FBBCar介紹
1-4 隨書光碟內容

Chapter 2  使用硬體描述語言設計數位電路
2-1  Quartus II 專案建立方式與文字編輯環境
2-2  多工器之設計與模擬
2-3  比較器之設計與模擬
2-4  加法器之設計與模擬
2-5  暫存器之設計與模擬
2-6  計數器之設計與模擬
2-7  狀態機之設計與模擬

Chapter 3  伺服機控制
3-1  伺服機介紹
3-2  除頻器
3-3  PWM訊號產生器
3-4  DE0-nano控制連續旋轉馬達電路設計
3-5  指撥開關控制連續旋轉馬達

Chapter 4  開始控制自走車
4-1  FBBCar前進控制
4-2  FBBCar轉一圈
4-3  FBBCar指撥開關控制兩個馬達轉動
4-4  FBBCar連續變換動作電路設計

Chapter 5  FBBCar觸鬚導航
5-1  FBBCar觸鬚導航
5-2  FBBCar觸鬚導航結合壓電揚聲器
5-3  FBBCar觸鬚導航會倒車轉向

Chapter 6  循黑區行走的自走車
6-1  光敏電阻與FBBCar上DE0-Nano組合
6-2  顯示光敏電阻感測值於FBBCar上之LED燈
6-3  顯示2個光敏電阻感測值於FBBCar之LED燈
6-4  指撥開關控制2個光敏電阻感測值顯示於FBBCar之LED燈
6-5  循黑線走的FBBCar

Chapter 7  紅外線感測器應用
7-1  紅外線LED驅動電路訊號控制器
7-2  使用一組IR感測器訊號處理設計
7-3  使用SignalTap II邏輯分析儀觀察IR感測器訊號處理電路之脈波訊號
7-4  使用兩組IR感測器訊號處理設計
7-5  結合兩組IR發射器與感測器之FBBCar避障控制電路

Chapter 8 以智慧手機遙控FBBCar
8-1  手機APP按鍵編碼顯示於FBBCar之LED燈
8-2  智慧手機遙控FBBCar
8-3  將專案配置檔載入至EPCS16之步驟

附錄  隨堂練習解答

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