スピードマスタ・シリーズ
プロの技術を1日で！実習キット付きVOD

［VOD/Pi2W KIT］ラズパイ×Pythonで動かして学ぶモータ制御入門

センサ計測，アクチュエータのPID制御，制御器のモデルべース設計まで



概要

人気の小型コンピュータ・ボード「ラズベリー・パイ」と モータ制御実験キットを動かしながら，制御工学の基本をプロの技術者と一緒に学ぶパーツキット付き講義動画製品です．

センサとアクチュエータのしくみとコンピュータのつなぎ方から，制御の基礎とモータのPID制御，モデルべースの制御器設計まで丁寧に説明します．Pythonによるモータ制御系の設計方法や実装方法を体験することができます．

パーツセットに加え，5時間超の解説ビデオと，250頁を超える講義テキストが同梱されています．はんだ付けは不要で，OSセットアップ済のSDカードも付いているので，すぐに学習を始めることができます．

同梱の説明書(下記)には，講義ビデオや講義テキストの視聴を可能にするパスワードが記載されています．

本製品のすべての映像，画像，文書テキスト，ソースコードは著作権法によって厳格に守られています．無許可の転載，複製，転用は法律により罰せられます．

ラズベリーパイをお持ちの場合は，下記の製品をご検討ください．
https://www.zep.co.jp/yminami/movie/mz-motor-on2/

特徴1. 工具はいっさい不要！すぐに実験を始められるパーツセット

(1)ラズベリー・パイZero 2 W

(2)HDMI変換アダプタ＆電源アダプタ＆USB変換ケーブル

(3)モータ制御＆Pythonプログラミング実験セット

  • モータ・ドライバ基板完成品(動作確認済）
  • DCモータ
  • 磁気式エンコーダ
  • タミヤ クランクアーム
  • ジャンパ・ワイヤ(メス-メス)
  • 電池ボックス
  • OS書き込み済みSDメモリ・カード
  • USBケーブル

特徴2 充実の講義テキスト(全252頁)

【Part0】セミナの概要

【Part1】Pythonとメカトロニクスの基礎

  • Raspberry Piの説明
  • JupyterLabの起動
  • Pythonコードの記述方法
  • LED点滅回路（電気回路の復習）
  • DCモータ（モータ・ドライバ，PWM）
  • ロータリ・エンコーダ（逓倍原理，カウンタ回路）

【Part2】制御工学の基礎とモータのPID制御

  • 制御工学とは
  • モータのON/OFF制御
  • モータのP制御
  • モータのPID制御（擬似微分やディジタル実装の説明）
  • PIDゲインのチューニング

【Part3】モデルベース設計

  • モデル・マッチング法（モデリングを含む）
  • ループ整形法
  • 状態方程式に基づく制御系設計
  • 状態フィードバック制御
  • 積分型サーボ系
  • オブザーバ

特徴3．基礎から丁寧に解説！5時間超の講義動画

  1. 自己紹介とセミナ概要(0:18:04)
  2. Pythonとメカトロニクスの基礎(2:02:43)
  3. 制御工学の基礎とモータのPID制御(1:48:48)
  4. モデルベース設計(1:28:55)

特徴4．確実に動く！講師のお手本ソースコード10本超

自分の手でソースコードを入力することはとても重要ですが，慣れるまでは，なかなか思うように動いてくれないものです．LEDの点灯制御やモータのPID制御，モデルベース設計まで，講師が作成したソースコードを10点以上提供いたします．

講義の目標

  1. 簡単なPythonプログラムを作成できる
  2. ラズベリー・パイで外部機器を制御する方法を説明できる
  3. 計測と制御の基礎を説明できる
  4. 制御系設計（動きのデザイン）の基本的な方法を説明できる

実習に必要なもの

  1. USB-TypeAが接続できるパソコン（Type-Cの場合は，変換アダプタを持っている）
  2. 単三電池3本（eneloopなどの充電池でも可）
  3. ターミナルエミュレータTera TermまたはPowerShell

対象

  1. ラズベリー・パイでモノを動かしてみたい方
  2. 制御工学の基礎を学びたい方
  3. Pythonで制御工学を体験したい方

本製品を購入された方へ

講義ビデオと講義テキストの視聴方法は，下記リンク先(青字)をクリックし，本製品同梱の説明書に書かれたパスワードを入力してください．

講義ビデオ(著作権保護のためパスワードがかけられています)

講義テキスト(著作権保護のためパスワードがかけられています)

お手本のソースコード

補足資料(著作権保護のためパスワードがかけられています)

※本パーツセットには，ラズベリー・パイZero 2 Wが付属されています．事前確認_PiZero編.pdfを参照して準備を行ってください．

紹介動画

セミナで学ぶこと
PID制御の概要と動作確認
モータのモデル

講師紹介

略歴

2009年3月京都大学大学院情報学研究科博士後期課程修了．日本学術振興会特別研究員（DC2），舞鶴工業高等専門学校助教，京都大学特定助教，奈良先端科学技術大学院大学助教，大阪大学講師などを経て，2019年3月より大阪大学大学院工学研究科機械工学専攻准教授． ノイズシェーピング理論に基づく量子化器設計およびその応用に関する研究に従事．博士（情報学）．

主な著書

  1. 制御系設計論，コロナ社 (2021)
  2. やさしくわかるシーケンス制御，オーム社(2020)
  3. Pythonによる制御工学入門，オーム社 (2019)
  4. 倒立振子で学ぶ 制御工学，森北出版 (2017)
  5. Arduino×Pythonで動かしながら学ぶモータ制御入門，トランジスタ技術2020年9月号



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パーツキットと講義動画でプロの技術を1日習得
スピードマスタ・シリーズ

電子回路・基板設計からプログラミングまで，エンジニアがマスタすべき技術は多岐にわたり，開発期間も短くなっています．多くの書物を読み漁ったり，玉石混交のネット情報に振り回されたりしている暇はありません．

本シリーズには，各分野の一線で活躍する技術者が厳選したパーツセット，設計の要点を効率よく解説するセミナ動画，講義テキスト，お手本ソースコードなどが同梱されています．百戦錬磨の技を一見することで，未経験の技術が驚くほど短時間で身につくだけでなく，信頼性の高いシステム開発に必要なプロの眼が養われます．