Книга Arduino: ШІ та машинне навчання. Самовчитель Адуїно. Штучний інтелект мікроконттролерів

книга Arduino: ШІ та машинне навчання. Самовчитель Адуїно

формат А5, російська мова, чорно-біла, м'яка обкладинка надруковано в Україні. 242 стор.

Автор книги концентрується на додатках штучного
інтелекту та машинного навчання для систем на базі мікроконтролерів у середовищі Arduino на прикладі плати Arduino Nano 33 BLE Sense. Описані приклади, придатні для виконання, зокрема, на найпростішому 8-розрядному контролері Arduino Uno.
Видання буде корисне студентам, практикуючим інженерам та широкому колу любителів сучасної електроніки.

Від видавництва......................................................................................... 9
Передмова.............................................................................................11
Подяки..........................................................................................16
Про автора...................................................................................................17
Глава 1 Початок роботи..........................................................................18
1.1. Огляд....................................................................................18
1.2. Загальна картина...................................................................19
1.3. Швидкий старт Arduino......................................................20
1.3.1. Короткий посібник зі швидкого старту.............21
1.3.2. Огляд середовища Arduino IDE..........................................24
1.3.3. Концепція альбому для ескізів.............................24
1.3.4. Програмне забезпечення Arduino,
бібліотеки та посилання на мови..........................................24
1.3.5. Написання скетчу Arduino........................................26
1.4. Додаток: світлодіодна стрічка ...................................28
1.5. Висновки................................................................................33
1.6. Завдання................................................................................33
Джерела..................................................................................33
Глава 2 Arduino Nano 33 BLE Sense 34
2.1. Огляд....................................................................................34
6 Зміст
2.2. Плата Arduino Nano 33 BLE Sense 35
2.3. Можливості Arduino Nano 33 BLE Sense.......................37
2.4. Підсистеми модуля NINA B306.......................................37
2.4.1. Пам'ять модуля B306..................................................40
2.4.1.1. Програмована флеш-пам'ять....................40
2.4.1.2. Статична пам'ять із довільним
доступом (SRAM) у модулі B306..................................40
2.5. Периферійні пристрої модуля NINA B306..............41
2.5.1. Канали широтно-імпульсної модуляції
(PWM).....................................................................................41
2.5.2. Послідовний зв'язок...........................................43
2.5.2.1. USART...................................................................43
2.5.2.2. Послідовний периферійний
інтерфейс (SPI)..............................................................47
2.5.2.3. Інтерфейс I2C (TWI).........................................52
2.5.2.4. Аналого-цифровий перетворювач ADC.
2.5.3. Bluetooth з низьким енергоспоживанням (BLE).
2.5.3.1. Бібліотека ArduinoBLE....................................59
2.6. Периферійні пристрої Nano 33 BLE Sense...........65
2.6.1. Дев'ятиосьовий IMU LSM9DS1......................................65
2.6.2. Барометр і датчик температури LPS22HB............67
2.6.3. Датчик відносної вологості
та температури HTS221.......................................................69
2.6.4. Цифровий датчик відстані, що оточує
освітлення, RGB-кольору та розпізнавання жестів
APDS-9960.............................................................................71
2.6.4.1. Розпізнавання жестів......................................71
2.6.4.2. Датчик кольору......................................................74
2.6.4.3. Датчик відстані............................................76
2.6.5. Цифровий мікрофон MP34DT05............................77
2.7. Додаток: Bluetooth BLE GreenhouseMonitor............80
2.8. Висновки................................................................................87
2.9. Завдання................................................................................87
Джерела..................................................................................88

Глава 3 Arduino Nano 33 BLE Sense: харчування та сполучення
із зовнішніми пристроями .....................................................90
3.1. Огляд....................................................................................90
3.2. Вимоги до харчування Arduino...............91
3.3. Стабілізатори напруги............................................91
3.3.1. Живлення Nano 33 від батарей.
Зміст 7
3.4. Концепції сполучення із зовнішніми пристроями.
3.5. Пристрої введення................................................................94
3.5.1. Перемикачі та кнопки.........................................94
3.5.1.1. Усунення брязкоту контактів......................96
3.6. Вихідні пристрої........................................................98
3.6.1. Світловипромінюючі діоди (LED)..................98
3.6.2. Рідкокристалічний дисплей
(ЖК-дисплей, LCD)..............................................................99
3.7. Принципи керування двигуном.................................99
3.7.1. Двигун постійного струму..................................102
3.7.1.1. Характеристики двигунів
постійного струму..........................................................102
3.7.1.2. Односпрямоване управління
двигуном постійного струму..................................103
3.7.1.3. Управління швидкістю двигуна
постійного струму – широтно-імпульсна
модуляція (PWM).........................................................106
3.8. Додаток: Dagu Magician робот................................107
3.8.1. Вимоги...............................................................111
3.8.2. Принципова схема..........................................112
3.8.3. Алгоритм управління роботом DaguMagician....113
3.8.4. Тестування алгоритму управління........121
3.9. Висновки..............................................................................121
3.10. Завдання............................................................................122
Джерела................................................................................122
Розділ 4 Штучний інтелект і машинне навчання...........124
4.1. Огляд..................................................................................125
4.2. Коротка історія розвитку штучного
інтелекту та машинного навчання.....................................127
4.3. Метод До найближчих сусідів..........................................129
4.4. Дерево рішень...............................................................134
4.5. Додаток: класифікатор KNN................................150
4.6. Додаток: дерево рішень.......................................150
4.7. Висновки...............................................................................152
4.8. Завдання..............................................................................152
Джерела................................................................................153
Глава 5 Нечітка логіка................................................................................................155
5.1. Огляд концепцій.............................................................155
5.2. Теорія................................................................................157
8 Зміст
5.2.1. Встановити мету, входи та виходи системи
нечіткого управління.......................................................159
5.2.2. Розмити чіткий сигнал датчика...........................159
5.2.3. Застосування правил................................................162
5.2.4. Об'єднання активних правил
та відновлення чіткості виходу................................162
5.3. Arduino-бібліотека eFLL................................................163
5.3.1. Простий приклад.........................................................163
5.3.2. Розширений приклад.............................................169
5.4. Застосування......................................................................172
5.5. Висновки..............................................................................180
5.6. Завдання..............................................................................180
Джерела................................................................................181
Глава 6 Нейронні мережі......................................................................183
6.1. Огляд..................................................................................184
6.2. Біологічний нейрон.................................................................184
6.3. Персептрон........................................................................185
6.3.1. Навчання моделі персептрону.............................187
6.3.2. Режим виконання одиночного персептрона.
6.3.3. Сортування помідорів..........................................197

6.4. Модель групи персептронів........................................201
6.4.1. Режим виконання трьох персептронів...............210
6.5. Проблеми персептрону...................................................211
6.6. Штучна нейронна мережа (ANN)............211
6.6.1. Модель одиночного нейрона.................................211
6.6.2. Режим виконання одиночного нейрона............216
6.6.3. Штучні нейронні мережі ANN 216
6.6.4. Збіжність ANN......................................................231
6.7. Глибокі нейронні мережі та глибоке навчання.
Введення в програмні інструменти.............................232
6.8. Додаток: управління роботом за допомогою
ANN...........................................................................................235
6.9. Висновки..............................................................................236
6.10. Завдання............................................................................236
Джерела................................................................................238
Предметний покажчик.........................................................................239