(RB-07B040)Arduino机器人权威指南
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书籍简介
你想制作有趣的机器人吗？你想让机器人沿着指定的路线行走吗？你想让机器人帮助你清扫庭院吗？你想让机器人载着你逛街吗？那么请选择《Arduino机器人权威指南》吧！John-David Warren、Josh Adams和Harald Molle会带你走进机器人的世界，教会你如何寻找配件、怎样制作机器人、怎样进行编程，甚至告诉你如何对机器人进行安全测试。 本书可以教会你如何用Arduino来控制各式各样的机器人，同时提供了每一步的详细指导。你不仅可以学会Arduino的基本使用方法，还可以了解各种电机的特性。同样，你会掌握其控制和排除故障的方法，将之应用到你的机器人项目中。本书从易到难，讲解了各种各样机器人的制作方法，其中包括GPS机器船、草地机器人、格斗机器人及赛格威机器人等。无论你是只会摆弄Arduino的初学者，还是一个制作小工具的专家，《Arduino机器人权威指南》都会帮助你制作出意想不到的机器人作品。
书籍目录
第1章基础1
1.1电学2
1.1.1电模拟3
1.1.2电的基础知识4
1.1.3电路6
1.1.4电信号测量7
1.1.5万用表7
1.1.6电压测量8
1.1.7电流强度测量9
1.1.8电容测量9
1.1.9电阻测量10
1.1.10使用欧姆定律计算电阻功率11
1.1.11示波器12
1.1.12负载13
1.1.13电路连接14
1.2电子学15
1.2.1半导体16
1.2.2技术手册17
1.2.3集成电路18
1.2.4通孔元件19
1.3Arduino初级读本20
1.3.1Arduino变体21
1.3.2Arduino集成开发环境24
1.3.3草稿24
1.3.4信号28
1.4构建电路38
1.4.1电路设计38
1.4.2原理图39
1.4.3原型41
1.5搭建机器人47
1.5.1硬件47
1.5.2材料49
1.5.3工作区域50
1.6总结51
第2章基于Arduino的机器人52
2.1Arduino接口52
2.1.1继电器53
2.1.2晶体管59
2.1.3电机控制器的接口66
2.2用户控制69
2.2.1连线（有线）控制70
2.2.2红外控制（IR）70
2.2.3无线电控制系统71
2.3传感器导航74
2.3.1接触式感知75
2.3.2距离和反射式感知75
2.3.3方向（定位）78
2.3.4非自主传感器81
2.4总结84
第3章让机器人动起来85
3.1电机85
3.1.1有刷直流电机（永久磁铁型）86
3.1.2无刷直流电机87
3.1.3步进电机88
3.1.4齿轮减速电机90
3.1.5伺服舵机91
3.1.6线性制动器92
3.1.7功率计算93
3.1.8驱动93
3.1.9寻找合适的电机94
3.2H桥95
3.2.1产生制动96
3.2.2实现97
3.2.3H桥集成电路100
3.2.4更改PWM频率101
3.2.5反电动势103
3.2.6电流检测105
3.2.7基于H桥的商品（电机控制器）106
3.3电池109
3.3.1镍镉电池（NiCad）110
3.3.2镍氢电池（NiMH）110
3.3.3锂聚合物电池（LiPo）111
3.3.4铅酸蓄电池112
3.3.5充电114
3.4材料115
3.4.1木材115
3.4.2金属116
3.4.3螺栓和螺母116
3.4.4塑料117
3.4.5链条和链轮齿117
3.4.6车轮118
3.5总结118
第4章莱纳斯寻线机器人120
4.1莱纳斯的零件清单121
4.2如何使莱纳斯工作123
4.2.1轨道123
4.3制作红外传感器电路板124
4.4改装成连续旋转的伺服舵机132
4.4.1方法1：带有外部速度控制器的直接直流驱动132
4.4.2方法2：带有内部电机驱动电路的伺服脉冲驱动135
4.5合适的驱动轮137
4.6制作框架141
4.7制作连接146
4.8电池安装147
4.8.1安装电源开关148
4.9加载代码148
4.10制作轨道155
4.11测试156
4.12附加组件157
4.12.1LED指示灯157
4.12.2喷漆159
4.12.3添加速度调节器（电位器）162
4.13总结164
第5章墙追踪机器人Wally166
5.1如何让Wally工作167
5.2Wally的零件清单169
5.3电机控制器171
5.3.1高侧开关171
5.3.2低侧开关171
5.3.3电路制作173
5.4制作框架178
5.5安装传感器182
5.6安装电池和电源开关185
5.6.1电源开关安装186
5.7代码187
5.7.1代码目标189
5.8总结198
第6章制作PCB板199
6.1PCB基础199
6.2你需要什么来开始200
6.3电路设计202
6.3.1搜索开源设计203
6.3.2制作你自己的设计204
6.3.3使用Eagle原理图编辑器工作207
6.3.4使用Eagle电路板编辑器工作211
6.4转印设计219
6.4.1让我们制作一块Arduino克隆板——Jduino219
6.4.2开始转印221
6.5腐蚀227
6.5.1测量腐蚀液227
6.5.2腐蚀（方法1）228
6.5.3腐蚀（方法2）230
6.5.4清除墨粉232
6.6钻孔234
6.7焊接235
6.7.1制作Arduino克隆板235
6.7.2制作BJTH—桥238
6.8测试240
6.9总结243
第7章昆虫机器人244
7.1通过Arduino读取开关245
7.2如何使昆虫机器人工作246
7.2.1天线传感器246
7.2.2碰撞传感器247
7.3昆虫机器人的零件清单247
7.4电机249
7.4.1改装伺服舵机249
7.4.2控制伺服舵机251
7.4.3将脉冲值转换为角度值252
7.4.4将车轮安装到伺服舵机253
7.5制作框架255
7.5.1标记有机玻璃255
7.5.2切割有机玻璃256
7.5.3安装电机258
7.5.4安装脚轮258
7.5.5安装Arduino260
7.5.6安装电池260
7.6制作传感器262
7.6.1前置天线传感器262
7.6.2后置碰撞传感器263
7.7制作连线266
7.8加载代码267
7.8.1创建一个延迟267
7.8.2变量268
7.8.3代码269
7.9制作一顶帽子277
7.10总结280
第8章探险者机器人281
8.1如何使探险者机器人工作282
8.1.1R/C控制282
8.1.2强大的电机283
8.1.3电流检测283
8.1.4启动视频283
8.1.5启动Xbee284
8.2探险者机器人的零件清单284
8.3制作框架286
8.3.1规格286
8.3.2添加电池支架287
8.3.3切割底部框架支架289
8.3.4切割顶部框架支架289
8.3.5切割和弯曲主框架板290
8.3.6添加横杆和安装脚轮291
8.3.7有机玻璃甲板（任选）293
8.4制作电机控制器293
8.4.1电流检测和限流293
8.4.2H桥设计294
8.5设置Arduino298
8.5.1连接H桥299
8.6设置Xbee300
8.6.1测试Xbee302
8.7添加摄像头303
8.7.1二自由度云台304
8.7.2制作第一个支架305
8.7.3制作第二个支架306
8.8加载代码307
8.9总结316
第9章机器船318
9.1开场白319
9.2机器船的零件清单319
9.2.1聚苯乙烯泡沫塑料321
9.2.2环氧树脂322
9.2.3手套323
9.2.4玻璃纤维布323
9.2.5胶水324
9.2.6泡沫塑料切割机和美工刀325
9.2.7杂项325
9.3机器船设计325
9.4组装机器船327
9.4.1模板327
9.4.2将模板胶合到EPS/XPS板上329
9.4.3切出分段330
9.4.4把分段胶合在一起332
9.4.5插入泡沫锚333
9.4.6涂层334
9.4.7涂抹成品335
9.4.8鳍336
9.4.9上色336
9.4.10甲板336
9.4.11完成组装337
9.5推进装置338
9.5.1底板340
9.5.2枢轴340
9.5.3管子341
9.5.4舵角342
9.5.5电机343
9.5.6舵机344
9.5.7推杆344
9.6电子设备344
9.6.1系统的核心——ArduPilotPCB345
9.6.2GPS模块346
9.6.3电子调速器（ESC）346
9.6.4电机347
9.6.5舵机347
9.6.6电池组347
9.6.7安装电子设备348
9.7软件和任务规划351
9.7.1GPS接收器351
9.7.2软件352
9.7.3安装软件372
9.7.4任务规划377
9.8全部放在一起380
9.8.1集成系统381
9.8.2船，欢呼吧！383
9.9故障排除383
9.9.1电机／螺旋桨的推力不够384
9.9.2电机不启动385
9.10总结385
第10章草地机器人400386
10.1如何使草地机器人400工作387
10.1.1割草机甲板388
10.1.2大容量电池388
10.1.3钢框架389
10.1.4卸料斗389
10.1.5充气轮胎390
10.1.6前灯390
10.1.7失效保护390
10.2工具和零件列表391
10.2.1割草机391
10.2.2零件清单391
10.3轮子392
10.3.1前脚轮393
10.3.2后驱动轮393
10.3.3安装链轮394
10.4框架395
10.5传动系统402
10.5.1安装电机支架403
10.5.2安装链条406
10.6电机控制器408
10.6.1选购一个电机控制器408
10.6.2散热风扇410
10.6.3电机控制器反馈411
10.7Arduino413
10.7.1固定好连接以防行驶颠簸413
10.8失效保护417
10.8.1无线电遥控拨动开关418
10.8.2功率继电器420
10.8.3避免无线电遥控本身的失效保护421
10.9连接电路422
10.10代码423
10.11美化和添加附件429
10.11.1喷漆429
10.11.2前灯430
10.11.3卸料斗430
10.11.4割草机安全开关432
10.12总结432
第11章赛格威机器人434
11.1如何使赛格威机器人工作435
11.1.1惯性测量单元435
11.1.2转向和增益436
11.1.3啮合器436
11.2赛格威机器人的零件清单436
11.3选择合适的传感器438
11.3.13.3V电源439
11.3.2加速度计440
11.3.3陀螺仪442
11.3.4陀螺仪和加速度计的总结443
11.3.5角度滤波444
11.4制作惯性测量单元适配板445
11.5选择电机446
11.5.1卸掉电力制动器448
11.5.2电机安装位置450
11.6选择电机控制器451
11.6.1SoftwareSerial库452
11.6.2Sabertooth控制器的简化串口453
11.7电池454
11.7.1密封铅酸蓄电池455
11.7.2充电456
11.7.312V供电456
11.8框架456
11.8.1框架设计458
11.8.2制作框架458
11.9输入装置462
11.9.1转向462
11.9.2增益462
11.9.3啮合器463
11.9.4水平启动463
11.9.5安装输入装置到框架上463
11.10安装电子设备467
11.10.1焊接输入装置470
11.10.2连接线路470
11.11分析代码471
11.11.1sample_accel（）函数472
11.11.2sample_gyro（）函数473
11.11.3检查角度读数474
11.11.4calculate_angle（）函数475
11.11.5read_pots（）函数476
11.11.6auto_level（）函数477
11.11.7update_motor_speed（）函数479
11.11.8time_stamp（）函数482
11.11.9serial_print_stuff（）函数482
11.11.10完整代码484
11.12测试491
11.13总结493
11.14参考资料493
第12章格斗机器人494
12.1机器人格斗的诞生496
12.1.1格斗机器人的规章制度496
12.1.2没有价格限制497
12.2格斗机器人零件清单498
12.3输入控制500
12.3.1FlySkyCT—6：32美元、5通道、2.4GHz无线控制器备选方案501
12.4电子设备504
12.4.1Arduino504
12.4.2电机控制器505
12.5框架507
12.5.1是买，还是做508
12.5.2改装轮子509
12.5.3制作框架510
12.6传动系统513
12.6.1齿轮传动装置514
12.6.2链条张力调整螺母515
12.7电池520
12.8安装电子设备522
12.8.1保护好你的大脑522
12.8.2连接线路524
12.9代码526
12.10盔甲532
12.11武器534
12.12附加信息540
12.13总结541
第13章其他控制方式542
13.1用Processing来解码信号543
13.2其他控制方式所用零件清单543
13.3选择输入设备544
13.4Processing必备文件545
13.5遵照协议546
13.6检查Processing的代码546
13.6.1代码解析549
13.6.2测试Processing551
13.7检查Arduino的代码553
13.8总结560
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