Гвимрадзе А. Д. и Кадыкова Н. В.
“Сами строим робота дома или в школе. Практическое руководство для родителей, учителей и школьников” (выпуск 1)
Этот курс содержит практическое руководство по созданию робота в домашних условиях, в школьном техническом кружке или кружке дополнительного образования.
Книга может быть полезной для:
- Школьных учителей и педагогов дополнительного образования, которые хотят расширить программу занятий по робототехнике;
- Родителей, которые хотят построить робота дома совместно со своими детьми;
- Студентов технических специальностей первых курсов и старшеклассников, которые думают о том, чтобы сделать робототехнику или автоматизацию своей профессией;
- Любого читателя, который хочет сделать своими руками достаточно сложного небольшого робота, но не решается, ошибочно думая, что это очень трудная и неподъёмная задача.
Даже если читатель далёк от техники, и его профессия не имеет отношения к инжинирингу, этот курс поможет ему разобраться в такой области как робототехника.
Основным отличием курса является то, что он предлагает последовательную и систематическую программу занятий по построению робота, способного выполнять довольно сложные задачи и готового в дальнейшем послужить основой для создания “стаи роботов”.
Всё необходимое оборудование и детали можно приобрести в интернет-магазинах или магазинах, торгующих радио- и электронными компонентами. В курсе подробно описаны процессы сборки, отладки, программирования и настройки. Также даны ссылки на интернет-ресурсы, дополняющие текст.
Помимо практических занятий курс содержит необходимые сведения по теоретическим основам робототехники. Теория дана на основе знаний по предметам школьной программы.
Для работы необходимо иметь в своём распоряжении любой современный компьютер и доступ в интернет. Вместе с текстом в курс входит набор готовых авторских программ для изучения и использования. Но читатель вполне может создавать свои варианты.
При выполнении работ, описанных в этом курсе, необходимо придерживаться общепринятых правил техники безопасности.
-
Введение
-
Глава 1. Аппаратная основа
- Содержание Главы 1
- Подготовка
- Плата Arduino UNO
- Плата управления моторами
- Плата связи с датчиками
- Аппаратная основа на базе набора miniQ
- Аппаратная основа на базе набора Turtle
- Аппаратная основа на базе набора ShieldBot
- Как ученики строили своих miniQ роботов
- Этапы сборки
- Система электропитания робота
- Провода энкодеров и датчиков линии
- Завершение главы 1
-
Глава 2. Начало работ с системой программирования Arduino
- Содержание Главы 2
- Подготовка
- Общие правила организации систем управления
- Входные данные. Датчики
- Обработка данных. Микроконтроллер
- Выходные данные. Исполнительные устройства
- То, что нужно всегда помнить
- Начало работы с системой Arduino
- Загрузка программы-примера “Мигающий огонь”
- Модификация программы “Мигающий огонь”
- Алгоритм программы “Мигающий огонь”
- Завершение Главы 2
-
Глава 3. Управление тяговыми моторами
-
Глава 4. Связь с ультразвуковым датчиком расстояния
- Содержание Главы 4
- Подготовка
- Постановка задач
- Электрическое подключение датчиков расстояния
- Разработка алгоритма
- Исходный текст
- Адреса Echo и Trigger как глобальные переменные
- Отладка и испытание программы
- Руководство пользователя
- Приложение 4.1. Подсказки по сложному алгоритму
- Приложение 4.2. Исходный текст (для упрощённого алгоритма)
- Завершение главы 4
- Факультативная часть главы 4
-
Глава 5. Робот следует за рукой или лидером
- Содержание главы 5
- Подготовка
- Релейный регулятор
- Пропорциональный регулятор
- Утилиты
- UTILIT_OneRangeMeter ()
- UTILIT_Motors_Control ()
- UTILIT_Hand_Follow_Proportional (int _range_needed)
- Два факультативных упражнения после перерыва
- Программа следования за лидером
- Постановка задачи
- Макрос следования за Лидером
- Отладка и испытание программы Programm_modul_5_Leader_Follow.ino
- Если что-то не так
- Исследуем робота
- Важные замечания
- Приложение 5.1 Алгоритм пропорционального регулирования
- Приложение 5.2. Исходный текст утилиты регулятора для следования за рукой
- Приложение 5.3. Документация для макроса и утилит следования за лидером
- MACROS_Leader_Follow (int _distasnce_to_leader)
- UTILIT_LeftRightRangeMeter ()
- UTILIT_Leader_Follow_Proportional (int _range_needed)
- UTILIT_Motors_Control () & UTILIT_Motors_Stop ()
- Завершение главы 5
- Как можно улучшить нашего робота?
-
Глава 6. Структура программного обеспечения
- Содержание главы 6
- Подготовка
- Уровни программного обеспечения
- loop ()
- Задачи
- Макросы
- Утилиты
- Драйверы. Библиотеки. Калькуляторы
- Ввод-вывод
- Глобальные переменные
- Правила обмена информации между уровнями
- Практическое занятие 6.1. Учтём трение в механизмах
- Практическое занятие 6.2. Доворот в сторону лидера умножением
- Практическое занятие 6.3. Доворот в сторону лидера сложением
- Практическое занятие 6.4. Доворот в сторону лидера обнулением
- Практическое занятие 6.5. Делаем калькулятор
- Гонки за лидером
- Послесловие
- Список программ для Ардуино
- Лицензионное соглашение