Руководство для начинающих конструкторов написано в форме практических проектов по построению мобильных роботов. Для их реализации выбрана популярная платформа Arduino и единая базовая четырехколесная конструкция. Сложность проектов возрастает от простой, управляемой с пульта «машинки» до интеллектуального робота, самостоятельно играющего в кегельринг. Рассказано, как управлять моторами, осуществлять сборку механики и электроники, программировать основные функции и управлять роботом. Роботы смогут обходить препятствия, выбираться из запутанных лабиринтов, искать кегли и определять их цвета, ориентироваться по электронному компасу и даже балансировать на двух колесах.
Электронный архив, содержит детали робота для печати на 3d-принтере, векторные рисунки для резки лазером, листинги и дополнительные библиотеки.
Для читателей, интересующихся электроникой и робототехникой.
Глава 1. Основные составные части робота
Информационно-измерительная система
Система принятия решений
Система связи
Исполнительная система
Система энергоснабжения
Механика робота
Вспомогательные элементы
Выводы
Глава 2. Провода и их соединения
Виды проводов
Способы соединений проводов
Выводы
Глава 3. Электропитание
Закон Ома
Электрическая мощность
Характеристики элементов питания
Типы элементов электрического питания
Стабилизация электропитания
Выводы
Глава 4. Основы программирования Arduino
Компьютерная программа
Алгоритм
Среда разработки Arduino IDE
Мигаем светодиодом
Мониторинг работы программы
Переменные
Условные операторы
Операторы циклов while и for
Функции
Элементы объектно-ориентированного программирования
Выводы
Глава 5. Ходовая часть
Типы ходовых частей
Выбор двигателей
Выводы
Глава 6. Сборка базовой модели
Минимальный комплект
Элементы питания
Двигатели
Драйвер двигателей
Соединение платы драйвера и двигателей
Проверка правильности подключения платы драйвера и двигателей
Подключение платы драйвера к контроллеру Arduino
Верх корпуса
Выключатель
Бокс для элементов питания
Подключение электропитания
Укладка проводов
Выводы
Глава 7. Схема управления движением
Переменные и функции управления моторами
Функции движений
Первая поездка
Выводы
Глава 8. Дистанционное управление роботом
Способы дистанционного управления
Управление роботом по каналу инфракрасной связи
Управление роботом по каналу Bluetooth
Выводы
Глава 9. Поворотная голова
Ультразвуковой дальномер HC-SR04
Схема подключения
Измерение расстояния
Управление сервомотором
Монтаж головы
Если что-то пошло не так
Выводы
Глава 10. Ходовые испытания — обход препятствий
Программа проверки и настройки основных функций робота
Отладка программы
Выводы
Глава 11. Робот, находящий выход из лабиринта
Способ обхода лабиринта
Обход лабиринта без модернизации робота
Сравнение и выбор датчиков
Модернизация робота
Выводы
Глава 12. Робот, играющий в кегельринг
Простой кегельринг
Двухцветный кегельринг
Модернизация робота
Программа
Выводы
Глава 13. Робот, держащий направление по электронному компасу
О компасе подробнее
Электронный компас
Модернизация робота
Выводы
Глава 14. Балансирующий робот
Гироскоп
Акселерометр
Электронный гироскоп
Сборка балансирующего робота
Программирование
Выводы
Глава 15. Некоторые улучшения и прочая полезная информация
Модернизация детектора препятствий
Точные повороты
Самостоятельная сборка корпуса робота
Листинги
Интересные каналы YouTube
Приложение 1. Коммутационная плата Arduino UNO Sensor Shield V5.0
Приложение 2. Крепление серводвигателя и ультразвукового дальномера HC-SR04 на шасси робота
Приложение 3. Описание электронного архива
Предметный указатель
Название: Мобильные роботы на базе Arduino
Автор: Момот М.В.
Издательство: СПб.: БХВ-Петербург
Год: 2017
Страниц: 288
Язык: Русский
Формат: DJVU
Качество: отличное
Размер: 64.1 mb
No products in the cart.
Ардуино теперь движется!
Если вы хотите собрать настоящего робота но у вас пока нет знаний, опыта и радиодеталей, то это набор разработан специально для Вас.
В его состав входит необходимые электронные компоненты, двигатели, 4-х колесное шасси, а также популярная книга М. Момота «Мобильные роботы на базе Arduino».
Бесплатное приложение для Android превратит ваш смартофон или планшет в пульт дистанционного управления роботом, а на нашем сайте мы будем готовить оригинальные проекты с использованием мобильного робота Ардуино.
Бесплатная Доставка курьером и до ПВЗ!
ПОЛУЧИВ НАБОР, ВЫ СМОЖЕТЕ:
✔ изучить основы программирования контроллера Arduino
✔ сконструировать базовую модель мобильного робота
✔ дистанционно управлять роботом с помощью IR-пульта или смартфона Android
✔ изучить базовые алгоритмы управления роботом
✔ модернизировать и обучить базового робота движению по линии, выходу из лабиринта, путешествию по комнате, игре в кегельринг
СОСТАВ НАБОРА:
✔ Контроллер
x1 Arduino UNO R3 + кабель USB
✔ Датчики
x1 Ультразвуковой дальномер HC-SR04
x3 Датчик препятствия
x3 Датчик линии TCRT 5000
x1 Электронный компас GY-271 (HMC5883L)
✔ Элементы крепежа
x1 Макетная плата малая
x40 Провода 20 см с разъемами «мама-мама»
x8 Провода 20 см тонкие многожильные
x1 Выключатель питания
✔ Платы расширения
x1 Плата расширения V5 (UNO Sensor Shield V5, APC220)
x1 Драйвер двигателей 2-х канальный на базе L298N
✔ Механические детали
x2 Шасси мобильного робота 4WD
x4 Колеса
x1 Кронштейн для установки датчика расстояния
✔ Двигатели
x4 Двигатели колес
x1 Сервомотор аналоговый SG90
✔ Светодиоды
x5 Светодиод красный
x5 Светодиод жёлтый
✔ Компоненты для управления
x1 Пульт управления с ИК приемником
x1 Модуль Bluetooth HC-05
✔ Элементы питания, зарядное устройство
x2 Аккумуляторы литиевый типа 18650
x1 Отсек для 2-х аккумуляторов типа 18650
x1 Зарядное устройство для аккумуляторов
✔ Базовые компоненты
x5 Конденсатор 0,1 мкФ
x10 Резистор 220 Ом
✔ Элементы крепежа
x4 Стойки для крепления двигателей
x68 Болты, гайки, шпильки
✔ Книга
x1 Момот М. Мобильные роботы на базе Arduino. – СПб.: БХВ-Петербург, 2017 — 288 с.
Бесплатная Доставка курьером и до ПВЗ!
Книга с 288 страницами инструкций в комплекте: «Мобильные роботы на базе Arduino.»
Руководство для начинающих конструкторов написано в форме практических проектов по построению мобильных роботов. Для их реализации выбрана популярная платформа Arduino и единая базовая четырехколесная конструкция. Сложность проектов возрастает от простой, управляемой с пульта «машинки» до интеллектуального робота, самостоятельно играющего в кегельринг. Рассказано, как управлять моторами, осуществлять сборку механики и электроники, программировать основные функции и управлять роботом. Роботы смогут обходить препятствия, выбираться из запутанных лабиринтов, искать кегли и определять их цвета, ориентироваться по электронному компасу и даже балансировать на двух колесах.
Бесплатная Доставка курьером и до ПВЗ!
«Эту книгу я составлял как руководство для начинающих Конструкторов, людей, которым нравится конструировать. А за основу взял конструирование мобильных роботов на попу-лярной платформе Arduino, позволяющей реализовывать как простейших, так и достаточно интеллектуальных роботов. Платформа открытая, изготавливать дополнительные модули для нее может любой человек или организация, то же относится и к программам.
Представленные проекты имеют единую колесную базу, но различаются системами датчи-ков и программным кодом. В процессе сборки вы научитесь программировать на платформе Arduino, обращаться с электронными компонентами, усвоите принципы действия датчи-ков, при помощи которых роботы следят за внешним миром, научитесь удаленному управле-нию и сможете конструировать своих оригинальных роботов.»
Михаил Момот, автор книги
Собранным роботом можно управлять с помощью специального приложения доступного для скачивания по ссылке https://play.google.com/store/apps/details? >
Приложение позволяет управлять автомобилем или с кнопок или акселерометра телефона. Ползунок позволяет контролировать скорость вашего автомобиля, если схема управления автомобиля имеет эту функцию. Есть также две кнопки для передней и задней фары. Мигающий свет позволяет узнать, когда телефон подключен к машине, и стрелки загораются давая вам знать направление движения автомобиля.
- Описание
Если вы хотите научиться конструировать мобильного робота, но у вас пока нет знаний, опыта, деталей и электронных компонентов, то этот набор разработан специально для Вас. В его состав входит плата Arduino, необходимые электронные компоненты, двигатели, 4-х колесное шасси, а также популярная книга М. Момота "Мобильные роботы на базе Arduino".
Вы узнаете, из каких узлов состоит простейший робот и как выполнять электрические соединения.
Научитесь программировать контроллер Arduino и подключать различные датчики для взаимодействия робота с внешним миром. Изучите ходовую часть и основы управления двигателями. Узнаете как организовать дистанционное управление роботом с помощью смартфона с операционной системой Android или с пульта дистанционного управления.
Сможете собрать различных роботов, построенных на основе простой базовой модели и способных выполнять различные задачи: находить выход из лабиринта, играть в кегельринг, двигаться по компасу, ориентироваться в пространстве и др.
СОСТАВ НАБОРА:
Контроллер x1 Arduino UNO R3 + кабель USB
Датчики
x1 Ультразвуковой дальномер HC-SR04
x3 Датчик препятствия
x3 Датчик линии TCRT 5000
x1 Электронный компас GY-271 (HMC5883L)
Элементы крепежа
x1 Макетная плата малая
x40 Провода 20 см с разъемами "мама-мама"
x8 Провода 20 см тонкие многожильные
x1 Выключатель питания
Платы расширения
x1 Плата расширения V5 (UNO Sensor Shield V5, APC220)
x1 Драйвер двигателей 2-х канальный на базе L298N
Механические детали
x2 Шасси мобильного робота 4WD
x4 Колеса
x1 Кронштейн для установки датчика расстояния
Двигатели
x4 Двигатели колес
x1 Сервомотор аналоговый SG90
Светодиоды
x5 Светодиод красный
x5 Светодиод жёлтый
Компоненты для управления
x1 Пульт управления с ИК приемником
x1 Модуль Bluetooth HC-05
Элементы питания, зарядное устройство
x2 Аккумуляторы литиевый типа 18650
x1 Отсек для 2-х аккумуляторов типа 18650
x1 Зарядное устройство для аккумуляторов
Базовые компоненты
x5 Конденсатор 0,1 мкФ
x10 Резистор 220 Ом
Элементы крепежа
x4 Стойки для крепления двигателей
x68 Болты, гайки, шпильки
Книга
x1 Момот М. Мобильные роботы на базе Arduino. – СПб.: БХВ-Петербург, 2017 — 288 с.
Книга представляет собой руководство для начинающих конструкторов написано в форме практических проектов по построению мобильных роботов. Для их реализации выбрана популярная платформа Arduino и единая базовая четырехколесная конструкция. Сложность проектов возрастает от простой, управляемой с пульта «машинки» до интеллектуального робота, самостоятельно играющего в кегельринг. Рассказано, как управлять моторами, осуществлять сборку механики и электроники, программировать основные функции и управлять роботом. Роботы смогут обходить препятствия, выбираться из запутанных лабиринтов, искать кегли и определять их цвета, ориентироваться по электронному компасу и даже балансировать на двух колесах.
Собранным роботом можно управлять с помощью специального приложения доступного для скачивания по ссылке:
https://play.google.com/store/apps/details? >
Приложение позволяет управлять автомобилем или с кнопок или акселерометра телефона. Ползунок позволяет контролировать скорость вашего автомобиля, если схема управления автомобиля имеет эту функцию. Есть также две кнопки для передней и задней фары. Мигающий свет позволяет узнать, когда телефон подключен к машине, и стрелки загораются давая вам знать направление движения автомобиля.
Электронный архив к книге опубликован на FTP-сервере издательства «БХВ-Петербург» по адресу ftp://ftp.bhv.ru/9785977537414.zip.
Ссылка на архив доступна и со страницы книги на сайте http://www.bhv.ru.
В архиве в папках с соответствующими названиями приведено два варианта листингов:
1) для версий Arduino IDE 1.6.0.9 и более ранних;
2) для версии Arduino IDE 1.6.12.
Описание содержимого папок Arduino IDE 1.6.0.9 и Arduino IDE 1.6.12 электронного архива приведено в табл. 1.
Описание электронного архива к конструктору Мобильные роботы на базе Arduino + книга
Листинг 4.1. Программа мигания светодиодом
Листинг 4.2. Объявление переменных. Зоны видимости. Сообщение об ошибке
Листинг 4.3. Получение данных от компьютера через порт ввода/вывода
Листинг 4.5. Программа управления миганием светодиодом с ПК
Листинг 4.6. Программа управления миганием светодиодом с ПК с использованием оператора switch. case
Листинг 4.7. Программа управления миганием светодиодом с ПК с использованием оператора цикла while
Листинг 4.8. Пример использования оператора цикла for (на 300 повторений)
Листинг 4.10. Пример управления сервомотором
Листинг 7.1. Тестовая программа
Листинг 7.2. Программа движения вперед
Листинг 8.1. Проверка кодов кнопок пульта
Листинг 8.2. Программа управления роботом IR-пультом
Листинг 8.3. Переименование робота и проверка работы Bluetooth
Листинг 8.4. Управление роботом по Bluetooth-каналу
Листинг 9.1. Измерение расстояния до препятствия
Листинг 9.2. Управление сервомотором
Листинг 9.3. Точная установка головы
Библиотека для ультразвукового сонара uLtrasonic-HC-SR04
Листинг 10.1. Программа обхода препятствий роботом
Листинг 10.1m. Программа обхода препятствий роботом (модифицированная, в книге не приведена)
Листинг 10.2. Отладочная (неполная) программа обхода препятствий с выводом в порт
Листинг 11.1. Программа движения вдоль правой стенки. Ультразвуковой датчик
Листинг 11.3. Программа движения робота с тремя детекторами препятствия
Листинг 11.4. Модернизированная программа прохода лабиринта с использованием датчиков препятствия
Листинг 12.1. Программа выбивания кеглей по цвету (белые кегли)
Библиотека для магнитометра HMC5883L
Листинг 13.1. Прием данных от HMC5883L и передача их на ПК
Листинг 13.2. Программа движения робота в северном направлении
Листинг 14.1. Получение данных от MPU-6050
Листинг 14.2. Программа балансировки на основе анализа показаний гироскопа
Листинг 14.3. Программа балансировки с использованием фильтра Калмана
Библиотека фильтра Калмана
Листинг 14.4. Программа балансировки с использованием комплементарного фильтра
Листинг 15.1. Программа демонстрации работы гироскопа на 4-колесном роботе
Файлы с векторными рисунками для самостоятельного изготовления корпусов роботов.
Файл с 3D-моделью колеса для робота