کتاب صوتی ساخت ربات‌های هوشمند با BeagleBone: کتاب پروژه‌محور رباتیک

📚 کتاب آموزشی جامع

📚 اطلاعات کتاب

عنوان کتاب: کتاب ساخت ربات‌های هوشمند با BeagleBone: کتاب پروژه‌محور رباتیک

موضوع کلی: رباتیک و سیستم‌های جاسازی شده

موضوع میانی: توسعه پروژه‌های رباتیک با کامپیوترهای تک‌برد

📋 سرفصل‌های کتاب (100 موضوع)

• 1. مقدمه‌ای بر رباتیک و سیستم‌های جاسازی شده
• 2. چرا BeagleBone؟ مقایسه با Raspberry Pi و Arduino
• 3. جعبه‌گشایی و آشنایی با سخت‌افزار BeagleBone
• 4. روشن کردن و اولین بوت BeagleBone
• 5. اتصال به BeagleBone از طریق USB و ترمینال سریال
• 6. اتصال به BeagleBone از طریق شبکه و SSH
• 7. آشنایی با سیستم‌عامل لینوکس Debian
• 8. دستورات ضروری خط فرمان لینوکس (بخش اول)
• 9. دستورات ضروری خط فرمان لینوکس (بخش دوم)
• 10. مدیریت پکیج‌ها و به‌روزرسانی سیستم
• 11. مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی پایتون برای رباتیک
• 12. راه‌اندازی محیط توسعه پایتون روی BeagleBone
• 13. نوشتن اولین اسکریپت: "Hello, BeagleBone!"
• 14. مبانی الکترونیک: ولتاژ، جریان، مقاومت و قانون اهم
• 15. کار با بردبورد و قطعات الکترونیکی پایه
• 16. اصول ایمنی در کار با الکترونیک و رباتیک
• 17. آشنایی با GPIO: پین‌های ورودی/خروجی دیجیتال
• 18. کنترل یک LED با استفاده از کتابخانه Adafruit_BBIO
• 19. خواندن ورودی دیجیتال از یک کلید فشاری
• 20. مفهوم Pull-up و Pull-down در ورودی‌های دیجیتال
• 21. آشنایی با مدولاسیون عرض پالس (PWM)
• 22. کنترل شدت نور LED با استفاده از PWM
• 23. مقدمه‌ای بر موتورهای DC و اصول کار آن‌ها
• 24. راه‌اندازی موتور DC با ترانزیستور
• 25. استفاده از درایور موتور L298N برای کنترل کامل
• 26. کنترل سرعت و جهت چرخش موتور DC
• 27. آشنایی با سروو موتورها و کاربردهای آن
• 28. کنترل دقیق زاویه سروو موتور
• 29. آشنایی با استپر موتورها (موتورهای پله‌ای)
• 30. راه‌اندازی و کنترل استپر موتور با درایور
• 31. ورودی‌های آنالوگ و مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC)
• 32. خواندن مقادیر آنالوگ از یک پتانسیومتر
• 33. کار با سنسورهای نوری (LDR)
• 34. پروتکل ارتباطی I2C: مبانی و کاربردها
• 35. اسکن کردن باس I2C برای یافتن دستگاه‌ها
• 36. خواندن داده از سنسور دما و رطوبت با I2C
• 37. پروتکل ارتباطی SPI: سریع و کارآمد
• 38. پروتکل ارتباطی UART و ارتباط سریال
• 39. ارتباط بین BeagleBone و کامپیوتر از طریق UART
• 40. سنسور فاصله التراسونیک (HC-SR04)
• 41. اندازه‌گیری دقیق فاصله و پیاده‌سازی در پایتون
• 42. سنسورهای مادون قرمز (IR) برای تشخیص مانع
• 43. سنسورهای گیرنده و فرستنده IR برای تعقیب خط
• 44. واحد اندازه‌گیری اینرسی (IMU): شتاب‌سنج و ژیروسکوپ
• 45. خواندن داده‌های IMU از طریق I2C
• 46. مقدمه‌ای بر فیلترهای دیجیتال: فیلتر کالمن ساده
• 47. ترکیب داده‌های سنسور (Sensor Fusion) برای تخمین زاویه
• 48. ماژول GPS و دریافت مختصات جغرافیایی
• 49. انکودرهای چرخ (Wheel Encoders) برای اندازه‌گیری حرکت
• 50. انتخاب شاسی ربات، موتورها و چرخ‌ها
• 51. مونتاژ مکانیکی شاسی ربات دو چرخ
• 52. طراحی سیستم تغذیه: انتخاب باتری و رگولاتور ولتاژ
• 53. سیم‌کشی نهایی: اتصال موتورها، درایور و BeagleBone
• 54. برنامه‌نویسی توابع حرکت پایه: جلو، عقب، چرخش
• 55. ایجاد یک کلاس پایتون برای تجرید کنترل ربات
• 56. پروژه ۱: ساخت ربات با کنترل دستی از طریق کیبورد
• 57. یکپارچه‌سازی سنسورهای التراسونیک با ربات
• 58. پروژه ۲: پیاده‌سازی ربات خودکار اجتناب از مانع
• 59. نصب و کالیبراسیون سنسورهای تعقیب خط
• 60. پروژه ۳: ساخت ربات هوشمند تعقیب خط
• 61. مقدمه‌ای بر سینماتیک ربات‌های متحرک
• 62. مفهوم اودومتری (Odometry) و تخمین موقعیت
• 63. پیاده‌سازی اودومتری با استفاده از داده‌های انکودر چرخ
• 64. آشنایی با الگوریتم‌های کنترل: کنترل PID
• 65. پیاده‌سازی کنترلر PID برای حفظ سرعت موتور
• 66. استفاده از PID برای بهبود عملکرد ربات تعقیب خط
• 67. مقدمه‌ای بر مکان‌یابی و نقشه‌برداری همزمان (SLAM)
• 68. آشنایی با سنسورهای لایدار (LIDAR) و کاربرد آن در رباتیک
• 69. الگوریتم‌های ابتدایی برنامه‌ریزی مسیر (Path Planning)
• 70. اتصال وب‌کم USB به BeagleBone و تنظیمات اولیه
• 71. نصب کتابخانه OpenCV برای پردازش تصویر
• 72. خواندن تصویر و ویدیو از دوربین با OpenCV
• 73. عملیات پایه روی تصاویر: تغییر اندازه، برش و چرخش
• 74. کار با فضاهای رنگی: Grayscale و HSV
• 75. جداسازی اشیاء با آستانه‌گذاری (Thresholding)
• 76. تشخیص لبه با الگوریتم Canny Edge Detection
• 77. یافتن و ترسیم کانتورها (Contours) روی اشیاء
• 78. ردیابی اشیاء بر اساس رنگ در ویدیو
• 79. پروژه ۴: ربات دنبال‌کننده یک توپ رنگی
• 80. آشنایی با کدهای QR و خواندن آن‌ها با دوربین
• 81. مقدمه‌ای بر تشخیص چهره با Haar Cascades
• 82. اتصال BeagleBone به اینترنت از طریق Wi-Fi
• 83. مبانی شبکه‌های کامپیوتری: IP، سوکت و پورت
• 84. ساخت یک وب سرور ساده با فریمورک Flask
• 85. طراحی یک رابط کاربری وب (HTML/CSS) برای کنترل ربات
• 86. ارسال دستورات از وب به ربات (Web-based Control)
• 87. پخش زنده ویدیو از دوربین ربات به مرورگر وب
• 88. مقدمه‌ای بر سیستم‌عامل ربات (ROS)
• 89. نصب و پیکربندی ROS روی BeagleBone
• 90. مفاهیم کلیدی ROS: Nodes, Topics, Messages
• 91. ایجاد اولین Publisher و Subscriber در ROS با rospy
• 92. یکپارچه‌سازی کنترل ربات با ساختار ROS
• 93. واحدهای پردازشی بی‌درنگ (PRU) در BeagleBone
• 94. برنامه‌نویسی PRU برای کنترل‌های بسیار سریع
• 95. پروژه ۵: ساخت یک بازوی رباتیک ساده با سروو موتور
• 96. حل سینماتیک معکوس برای بازوی رباتیک
• 97. عیب‌یابی متداول در پروژه‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری
• 98. مدیریت منابع و بهینه‌سازی عملکرد در لینوکس
• 99. مسیرهای مطالعاتی آینده: هوش مصنوعی و یادگیری عمیق در رباتیک
• 100. ارائه پروژه نهایی: یکپارچه‌سازی آموخته‌ها