ものづくりのための回路と無線Q&A―ロボコニストの「なぜ動かない!」に答えてみた [単行本]

ものづくりのための回路と無線Q&A―ロボコニストの「なぜ動かない!」に答えてみた の 商品概要

• 目次

  ☆発行前情報のため，一部変更となる場合がございます
  
  1．はじめての回路と通信
  1.1　電位と電池　
  　Q&A 1　電荷と電圧・電流　
  　Q&A 2　一次電池と二次電池　
  　Q&A 3　ニッケル水素電池とリチウムイオン電池　
  　Q&A 4　グラウンド　
  　Q&A 5　グラウンドの種類と役割　
  1.2　受動素子とアナログ回路　
  　Q&A 6　抵抗の原理　
  　Q&A 7　抵抗の特徴　
  　Q&A 8　インダクタンスの原理　
  　Q&A 9　交流回路のインダクタンス　
  　Q&A 10　RLの過渡現象　
  　Q&A 11　コンデンサの原理　
  　Q&A 12　交流回路のコンデンサ　
  　Q&A 13　RCの過渡現象　
  　Q&A 14　コンデンサの使用法　
  　Q&A 15　コンデンサの種類と特性　
  1.3　アナログ・ディジタル回路と通信　
  　Q&A 16　アナログ回路とディジタル回路　
  　Q&A 17　アナログ・ディジタル信号とノイズ　
  　Q&A 18　アナログセンサ　
  　Q&A 19　センサの使用法　
  　Q&A 20　通信の基礎　
  　Q&A 21　有線通信と無線通信　
  引用・参考文献
  
  2．制御回路と駆動回路
  2.1　回路システムと制御回路　
  　Q&A 1　ロボットにおける回路システムの構成　
  　Q&A 2　制御回路の通信方式　
  　Q&A 3　シリアル通信の動作方法と特性　
  2.2　モータ　
  　Q&A 4　ブラシモータの原理　
  　Q&A 5　モータの機械的出力と速度制御　
  　Q&A 6　ブラシレスモータの原理　
  　Q&A 7　コアレスモータの原理　
  　Q&A 8　サーボモータの原理　
  　Q&A 9　ステッピングモータの原理　
  2.3　半導体とモータ駆動回路　
  　Q&A 10　モータ制御で用いられる半導体　
  　Q&A 11　半導体の仕組み　
  　Q&A 12　p型半導体とn型半導体　
  　Q&A 13　MOSFETとバイポーラトランジスタ　
  　Q&A 14　p型とn型トランジスタの使い方　
  　Q&A 15　モータ制御におけるトランジスタの選定　
  　Q&A 16　半導体素子を使ってPWM制御方法　
  　Q&A 17　モータの半導体素子によるブレーキ操作　
  　Q&A 18　Hブリッジ回路を用いたモータ制御　
  　Q&A 19　ハイサイドn-MOSFETで構成したHブリッジ回路　
  　Q&A 20　MOSFETの選定と使い方　
  引用・参考文献
  
  3．無線通信
  3.1　電波と無線通信方式の種類　
  　Q&A 1　電波の基礎　
  　Q&A 2　電波利用のルール　
  　Q&A 3　変調と多重化　
  　Q&A 4　特定小電力無線　
  　Q&A 5　小電力データ通信システム　
  3.2　アンテナと電波伝搬　
  　Q&A 6　ダイポールアンテナからの電波放射の基礎　
  　Q&A 7　空中を伝搬する電波の特徴　
  引用・参考文献
  
  4．EMCとノイズに強い基板設計
  4.1　通信品質とEMC　
  　Q&A 1　S／N比　
  　Q&A 2　電磁環境の両立性～EMCとは～　
  　Q&A 3　電磁干渉～EMIとは～　
  　Q&A 4　回路基板上の磁界測定法　
  　Q&A 5　ノイズ対策のポイント　
  4.2　ノイズに強い回路設計法　
  　Q&A 6　プリント基板材料　
  　Q&A 7　分布定数回路　
  　Q&A 8　プリント基板構造　
  　Q&A 9　ディファレンシャルモードとコモンモード　
  　Q&A 10　コモンモード電流とノイズ放射　
  　Q&A 11　クロストークと自家中毒　
  引用・参考文献
  
  5．回路・無線システムのトラブル事例集
  5.1　駆動系と制御システムの複合的干渉　
  　Q&A 1　回路トラブルで困ったときのチェックリスト　
  　Q&A 2　配線ミス～理論図と実体配線図の違い～　
  　Q&A 3　失敗しないはんだづけのポイント　
  　Q&A 4　電源の電流容量不足による誤作動　
  　Q&A 5　駆動と制御回路への電源供給方法　
  5.2　無線トラブル　
  　Q&A 6　ロボット内部で発生する電磁干渉　
  　Q&A 7　PWM制御から発生する電磁ノイズ　
  　Q&A 8　ロボット内部におけるノイズ対策　
  　Q&A 9　基板パターンやシールドによるノイズ抑制法　
  　Q&A 10　会場内における電磁干渉　
  　Q&A 11　ディジタル通信のエラー補正と遅延　
  　Q&A 12　確実に動作させるための通信方式の選択　
  5.3　機械的動作と回路の干渉～コネクタや電気接点～　
  　Q&A 13　基板とケーブル接続で発生するトラブル　
  　Q&A 14　コネクタを使った基板とケーブルの接続　
  　Q&A 15　ケーブルの太さが違うのはなぜか　
  　Q&A 16　配線構造　
  5.4　安心安全な回路とシステム設計　
  　Q&A 17　回路システムのSOS～フェイルセーフな安全設計～　
  　Q&A 18　回路のSOS～ヒューズとブレーカの役割と仕組み～　
  　Q&A 19　回路のSOS～非常停止スイッチの役割と仕組み～　
  　Q&A 20　電池のSOS～電池の発火の危険性～　
  　Q&A21　新旧電池の混在利用はとても危険　
  　Q&A 22　値が異なる電位を取り出すには　
  　Q&A 23　回路の過負荷・発煙・発火　
  　Q&A 24　ヒューズの正しい使い方　
  　Q&A 25　適切なPWM制御　
  引用・参考文献
  
  6．確実に回路・無線を動作させるためのスケジューリング・マネージメント・マインドセット
  6.1　スケジューリング　
  　Q&A 1　チームと個人のPDCA　
  　Q&A 2　スケジュール管理とコミュニケーション　
  6.2　アイデア検討法とそれを実現する設計　
  　Q&A 3　デザイン設計　
  　Q&A 4　独創的なアイデア検討法　
  　Q&A 5　アイデアシートの書き方　
  　Q&A 6　回路の安全運用とチェック　
  6.3　確実に回路を動作させるためのTry & Error　
  　Q&A 7　目視と音で確認する回路トラブルの対策法　
  　Q&A 8　本番でのトラブル対策　
  　Q&A 9　マネージメント　
  　Q&A 10　ロボコンに臨む意識（マインドセット）　
  　Q&A 11　夢中になるために　
  引用・参考文献
  
  索引

• 出版社からのコメント

  ロボコニストの「なぜ動かない！」に答える，ものづくり現場で本当に役立つ，回路と無線のQ＆A集。

• 内容紹介

  高専ロボコンに参加する学生（通称ロボコニスト）が，ロボコン競技に関わった際に，回路や無線トラブルで困った事例を集め，解決方法を解説します．著者は長年高専ロボコンの現場で学生指導に当たってきました．また，全国高専ロボコン競技委員会の競技専門委員として，ルール策定や大会運営，技術的指導を行ってきました．指導教員や競技専門委員時代に，回路トラブルでロボットが動かない事例を多く見てきました．中には，全国大会上位の実力がありながら，回路もしくは無線トラブルで初戦敗退したチームを見ています．こうした，ものづくりの現場で起こった「なぜ動かない！」というロボコニストの悩みの声を集め，解説します．
  　AIの発達により高度なプログラミングが容易に作成することができ，マイコンの性能も年々向上しています．ロボコンの現場でも新しい技術が日々導入され続けています．一方で，「なぜ動かない！」といった回路や無線トラブルは，アナログな部分が原因であることが多いです．アナログな回路と無線の知識を習得するためには年数がかかり，トラブルを回避するためには経験値も必要です．AI時代の今だからこそ，あえてアナログ的な回路や無線を解説し，ものづくりの現場で役立つ本書が生まれました．ロボコニストの「なぜ動かない！」という心の声を集めた本書を技術開発現場に置いていただき，困ったときのバイブル本として長く役立てていただきたいと願っています．
  
  【読者対象】
  高専生，大学生，企業技術者，設計・開発者に携わる若手エンジニア，電気系以外の技術分野で電気を学び直したい方
  
  【望ましい前提知識】
  大学初年級の数学，微分積分
  
  【書籍の特徴】
  Q&A方式で疑問に対して一つずつ解説してきます．初学者は1章～4章で回路と半導体，モータ，無線の基本的な内容を学ぶことができます．5章は回路や無線のトラブル事例集と解決方法です．回路が動かないといったトラブルの原因を探る方法や，トラブルを起こさないための回路やシステム構築法，トラブルが起こってしまった際の安全対策法に分かれて詳解されています．最後は，PDCAサイクルとアイデア検討法です．PBL教育での実習で役立つ内容となっています．
  
  【授業・講義での使用】
  高専1年生から社会人2年目ぐらいまでが対象です．PBL実習でものづくりを行う際に参考になります．幅広く回路と無線に関する知識が網羅されているため，高専の実験テキストの副読書として，低学年のうちに購入してもらい，長く利用することが可能です．安全に配慮した回路システム構築について充実しており，実験の安全教本としても利用できます．
  
  【実務で役立つ点】
  若手社員や回路・無線の専門外の開発設計者への教育用として利用できます．EMCにも重きを置いた内容になっているため，これからEMCに携わる方の入門書として利用できます．
  
  図書館選書
  長年高専ロボコンに携わる著者らが，実際の質問をもとにまとめたQ＆A集。電気回路や半導体，アクチュエータ，無線など幅広い知識を網羅し，ロボコニストの「なぜ動かない！」に正面から答えた。現場で活用したい一冊。

• 著者紹介（「BOOK著者紹介情報」より）（本データはこの書籍が刊行された当時に掲載されていたものです）

  春日 貴志(カスガ タカシ)
  ２０００年秋田大学大学院鉱山学研究科博士前期課程修了（電気電子工学専攻）。現在、長野工業高等専門学校教授
  
  桜庭 弘(サクラバ ヒロシ)
  １９９２年東北大学大学院工学研究科博士後期課程修了（電子工学専攻）博士（工学）。現在、ジー・オー・ピー株式会社新規事業推進部桜・プロジェクト常務

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