“i創(chuàng)客”諧音為“愛創(chuàng)客”, 也可以解讀為“我是創(chuàng)客”。創(chuàng)客的奇思妙想和豐富成果, 充分展示了大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新的活力。這種活力和創(chuàng)造, 將會(huì)成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)未來(lái)增長(zhǎng)的不熄引擎。本系列圖書將為讀者介紹創(chuàng)意作品、弘揚(yáng)創(chuàng)客文化, 幫助讀者把心中的各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。 本書匯集了多位創(chuàng)客在智能小車機(jī)器人方面的豐碩成果, 不僅為剛接觸機(jī)器人制作的初學(xué)者提供了詳盡的入門教程, 還為有一定基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)的制作者提供了從基礎(chǔ)到高級(jí), 覆蓋循跡、避障、跟隨、走迷宮、繪圖、語(yǔ)音控制、無(wú)線遙控、Wi-Fi視頻監(jiān)控等全方位功能的豐富實(shí)例。通過(guò)閱讀這本書, 你會(huì)全面了解智能小車機(jī)器人的構(gòu)成, 在設(shè)計(jì)與制作智能小車機(jī)器人方面獲得思路和靈感。
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全面認(rèn)識(shí)車輪、電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電池、車架、主控制器、傳感器、遙控器等部件。
7個(gè)基礎(chǔ)制作實(shí)例
實(shí)現(xiàn)循跡、避障、跟隨、走迷宮、藍(lán)牙遙控、語(yǔ)音控制、繪圖等常見功能。
12個(gè)高級(jí)制作實(shí)例
體感遙控、Wi-Fi遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、全向移動(dòng)、視覺(jué)識(shí)別與跟隨、自主導(dǎo)航,將這些高級(jí)功能應(yīng)用在你的智能小車機(jī)器人上吧!
2個(gè)完整設(shè)計(jì)與制作方案
花費(fèi)百元便能完成的多功能藍(lán)牙遙控小車、基于單片機(jī)的CarBot,將設(shè)計(jì)思路與制作過(guò)程詳細(xì)展示給你,幫你從仿照制作晉級(jí)到自己設(shè)計(jì)!
Arduino、樹莓派、傳統(tǒng)單片機(jī)
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《無(wú)線電》于1955年創(chuàng)刊,是國(guó)內(nèi)電子及無(wú)線電通信類報(bào)刊中創(chuàng)刊*早、發(fā)行量*大的知名科普雜志,累計(jì)發(fā)行量超過(guò)3億冊(cè)!稛o(wú)線電》雜志堅(jiān)持“科普 創(chuàng)新 實(shí)踐 分享”的理念,為讀者提供涵蓋創(chuàng)意制作項(xiàng)目、電子科普知識(shí)、工具儀表信息、愛好者及行業(yè)活動(dòng)資訊等豐富的內(nèi)容,同時(shí)為讀者提供相關(guān)圖書、套件等形式多樣的衍生產(chǎn)品,并積極組織、承辦豐富多彩的科普活動(dòng)。
第1 章 智能小車機(jī)器人制作入門
01 從車輪開始的智能小車制作之旅....2
1.1 車輪和履帶................................ 3
1.2 車輪的種類及選購(gòu)...................... 4
02 為小車選擇合適的電機(jī).............7
2.1 直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)............... 7
2.2 電機(jī)的減速機(jī)構(gòu)......................... 9
2.3 電機(jī)軸.....................................10
03 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路....................... 13
3.1 舵機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路........................13
3.2 步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路.................13
3.3 直流電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路.................15
04 供電系統(tǒng)——電池.................20
4.1 碳鋅電池................................. 20
4.2 堿性電池..................................21
4.3 鎳鎘電池..................................21
4.4 鎳氫電池..................................21
4.5 鋰電池和鋰離子電池................ 22
4.6 鉛酸電池................................. 23
05 車架與主控制器....................25
5.1 車架........................................ 25
5.2 主控制器................................. 26
06 讓機(jī)器小車運(yùn)動(dòng)起來(lái)..............29
07 給小車一雙“眼睛”..............33
7.1 避障原理分析.......................... 33
7.1.1 探測(cè).......................................................... 33
7.1.2 處理.......................................................... 34
7.2 選擇與自制簡(jiǎn)易避障傳感器..... 34
7.2.1 觸須開關(guān)................................................ 35
7.2.2 簡(jiǎn)易紅外避障傳感器.................... 36
08 智能小車的速度控制..............38
8.1 最簡(jiǎn)單的調(diào)速方法................... 38
8.2 PWM 調(diào)速.............................. 38
09 讓你的小車會(huì)聽話................. 41
9.1 模型遙控器...............................41
9.2 紅外遙控器............................. 42
9.3 用手機(jī)藍(lán)牙功能遙控機(jī)器小車.......43
10 讓小車看得到、聽得見...........47
11 小車制作總結(jié)篇.................... 51
第2 章 智能小車機(jī)器人基礎(chǔ)實(shí)例
12 模塊化循跡智能小車..............54
12.1 硬件結(jié)構(gòu)和原理..................... 54
12.1.1 主控板.................................................. 54
12.1.2 光電對(duì)管板....................................... 55
12.1.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板....................................... 55
12.1.4 藍(lán)牙板.................................................. 55
12.1.5 電源....................................................... 56
12.2 軟件設(shè)計(jì)............................... 56
12.2.1 軌跡檢測(cè)............................................. 56
12.2.2 速度控制............................................. 57
12.2.3 方向控制............................................. 57
12.2.4 Bang-bang 控制......................... 58
12.3 總結(jié)...................................... 58
13 簡(jiǎn)易超聲波避障小車..............59
13.1 超聲波避障原理..................... 59
13.1.1 超聲波測(cè)距原理............................ 59
13.1.2 避障原理............................................. 59
13.2 硬件設(shè)計(jì)............................... 59
13.3 軟件設(shè)計(jì)............................... 63
13.4 總結(jié)...................................... 63
14 簡(jiǎn)易跟隨小車.......................64
14.1 物體跟隨原理......................... 64
14.2 硬件設(shè)計(jì)............................... 64
14.3 程序設(shè)計(jì)............................... 65
14.4 距離測(cè)量及偏差計(jì)算.............. 65
14.5 PID 計(jì)算及參數(shù)整定.............. 65
14.6 小車控制............................... 66
14.7 總結(jié)...................................... 66
15 走迷宮小車...........................67
15.1 走迷宮原理............................ 67
15.1.1 路口識(shí)別與處理............................ 67
15.1.2 路徑優(yōu)化算法.................................. 69
15.2 硬件設(shè)計(jì)............................... 70
15.2.1 電源管理模塊.................................. 70
15.2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊.................................. 71
15.2.3 紅外光電對(duì)管模塊....................... 71
15.2.4 模塊組裝............................................ 71
15.3 軟件設(shè)計(jì)................................71
15.4 項(xiàng)目總結(jié)............................... 73
16 安卓系統(tǒng)藍(lán)牙遙控
智能小車的改造....................74
16.1 改造之旅................................ 74
16.2 功能應(yīng)用............................... 76
16.2.1 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng).................................. 77
16.2.2 藍(lán)牙功能............................................. 77
16.2.3 數(shù)據(jù)采集功能.................................. 78
16.2.4 電源....................................................... 78
16.2.5 其他功能............................................. 79
17 語(yǔ)音智能繪圖小車.................80
17.1 設(shè)計(jì)原理................................ 80
17.2 制作過(guò)程................................81
17.3 總結(jié)...................................... 82
18 基于Arduino 與LabVIEW 的
無(wú)線遙控智能小車.................83
18.1 Arduino 下位機(jī)硬件設(shè)計(jì)....... 83
18.2 Arduino 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)....... 85
18.3 LabVIEW 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì).... 85
18.4 調(diào)試與故障排除..................... 87
18.5 結(jié)束語(yǔ)................................... 87
第3 章 智能小車機(jī)器人高級(jí)實(shí)例
19 用任天堂Wii 手柄遙控
智能小車..............................90
19.1 任天堂Wii 手柄..................... 90
19.2 RF 無(wú)線數(shù)傳模塊APC220
的使用....................................91
19.3 智能小車的結(jié)構(gòu)..................... 92
19.4 Wii 手柄與Arduino 控制器的
硬件接口方法........................ 92
19.5 任天堂Wii 手柄遙控慧魚車
程序...................................... 93
20 利用體感手柄遙控的
樂(lè)高星戰(zhàn)車...........................96
20.1 樂(lè)高星戰(zhàn)車的結(jié)構(gòu)組成.......... 96
20.2 Arduino 電控部件介紹.......... 97
20.3 樂(lè)高星戰(zhàn)車的程序設(shè)計(jì).......... 99
20.4 結(jié)束語(yǔ)................................. 101
21 藍(lán)牙遙控小車制作教程......... 102
21.1 軟件部分...............................102
21.1.1 燒寫Arduino 程序................. 103
21.1.2 Processing 上位機(jī)程序....... 103
21.2 硬件部分..............................103
21.2.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板.................................... 104
21.2.2 藍(lán)牙模塊..........................................104
21.2.3 電源模塊..........................................104
21.2.4 電池....................................................104
21.2.5 開關(guān)思想.......................................... 105
21.2.6 四驅(qū)車車體.................................... 105
21.2.7 成品多角度展示......................... 105
21.2.8 組裝教程.......................................... 105
21.3 無(wú)線控制實(shí)現(xiàn)過(guò)程................106
22 基于Arduino 的Wi-Fi 視頻
監(jiān)控小車............................ 107
22.1 小車的制作過(guò)程....................107
22.2 路由器的設(shè)置方法................109
23 Wi-Fi 視頻小車DIY 手記.....113
24 用網(wǎng)絡(luò)攝像頭快速搭建Wi-Fi
視頻監(jiān)控小車......................118
24.1 材料準(zhǔn)備.............................. 118
24.2 硬件連接.............................. 119
24.3 捕獲步進(jìn)電機(jī)信號(hào)控制
直流電機(jī).............................. 121
25 智能全向移動(dòng)平臺(tái)自制攻略.... 124
25.1 兵馬未動(dòng),糧草先行.............124
25.2 從紙上談兵到躬行實(shí)踐.........126
25.3 調(diào)試.....................................127
25.4 前景展望..............................128
26 藍(lán)牙遙控版智能全向
移動(dòng)平臺(tái)............................ 129
26.1 躬行“硬”功夫....................129
26.2 躬行“軟”功夫...................130
26.2.1 單片機(jī)功能模塊設(shè)置.............. 130
26.2.2 藍(lán)牙模塊以及手機(jī)端的.
使用.................................................... 131
26.2.3 運(yùn)動(dòng)控制篇.................................... 133
26.3 結(jié)束語(yǔ).................................134
27 開啟樹莓派機(jī)器人制作之旅... 135
27.1 硬件搭建篇...........................135
27.2 Python 庫(kù)配置篇.................136
27.3 Python GPIO 調(diào)試篇..........137
27.4 Python UART 調(diào)試篇.........138
27.5 機(jī)器人控制..........................139
28 目標(biāo)跟隨小車——讓手機(jī)成為
Arduino 的眼睛...................141
28.1 App 篇................................. 141
28.2 Arduino 篇..........................142
28.3 尾聲.....................................144
29 利用樹莓派搭建的
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)...................... 145
29.1 緣起小車..............................145
29.2 為小車升級(jí)..........................145
29.3 打造遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)................146
29.3.1 在樹莓派上進(jìn)行的制作......... 147
29.3.2 在Arduino 上進(jìn)行的制作......147
29.4 制作.NET 控制端程序.........147
30 自主導(dǎo)航機(jī)器人的制作......... 149
30.1 車體設(shè)計(jì)..............................149
30.2 硬件設(shè)計(jì)..............................150
30.2.1 控制器............................................... 150
30.2.2 傳感器............................................... 150
30.2.3 供電.................................................... 151
30.3 程序設(shè)計(jì).............................. 151
30.3.1 主要思路......................................... 151
30.3.2 流程.................................................... 151
30.3.3 避障.................................................... 151
30.3.4 旋轉(zhuǎn)角的確定.............................. 151
30.3.5 GPS 數(shù)據(jù)接收.............................. 152
30.3.6 關(guān)于自動(dòng)控制算法.................... 152
30.4 后記.....................................152
第4 章 智能小車機(jī)器人設(shè)計(jì)與
制作完整方案
31 百元科普開源藍(lán)牙遙控小車.... 154
31.1 概況介紹...............................154
31.1.1 技術(shù)要點(diǎn).......................................... 154
31.1.2 PWM 調(diào)速..................................... 155
31.1.3 制作裝配.......................................... 155
31.1.4 驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)......................................... 156
31.1.5 電源的選擇.................................... 157
31.1.6 下載程序.......................................... 157
31.1.7 操作與調(diào)試.................................... 158
31.1.8 競(jìng)技比賽.......................................... 160
31.2 深入研討..............................160
31.2.1 電路介紹.......................................... 161
31.2.2 軟件介紹.......................................... 162
32 單片機(jī)智能小車
CarBot 開發(fā)詳解................ 166
32.1 小車的設(shè)計(jì)...........................166
32.2 小車的制作..........................167
32.3 典型案例庫(kù)開發(fā)...................168
32.3.1 手機(jī)遙控.......................................... 168
32.3.2 小車避障.......................................... 174
32.4 多功能遙控手柄...................176
32.4.1 電源部分......................................... 176
32.4.2 接口部分......................................... 176
32.4.3 加速度重力感應(yīng)模塊.............. 176
32.4.4 藍(lán)牙模塊主從設(shè)置.................... 176
32.4.5 無(wú)線模塊HC-11...................... 178
32.4.6 液晶顯示屏.................................... 179