Budování robotů pro začátečníky. Vydání III - David Cook

Obsah

O autorovi (17)

Poděkování (19)

Úvod (21)

Kapitola 1. Dobrý den, Robot Maker! (23)

• Čtyři domény (23)
• Anatomie amatérského robota (24)
• Řídicí systémy (25)
• Elektrické napájení (25)
• Senzory (27)
• Pohon a interakce s prostředím (28)
• Ostatní prvky (29)
• Tělo (30)
• Stavební proces (31)
• Kus po kousku (31)
• Tvorba komponent (31)
• Uklidněte se a bavte se (32)
• Najít společníky a pomoc (32)
• Dále do lesa (33)

Kapitola 2. Kde získat nástroje a součásti (35)

• Objednat informace zdarma (35)
• Číst skryté informace (37)
• Věnujte pozornost tabulkám (37)
• Počet dílů (37)
• Porovnat ceny (37)
• Ušetřete peníze (38)

Kapitola 3. Bezpečnostní pravidla (41)

• Využijte věk a zkušenosti (41)
• Postupujte podle pokynů (41)
• Čtení chemických štítků (42)
• Noste ochranné brýle (42)
• Zavěste sklenice nebo položte skleněnou stranu nahoru (43)
• Použít ochranný oděv (43)
• Zajistěte dostatečné větrání (43)
• Materiály a nářadí řádně skladujte (44)
• Informace o tom, co děláte a co používáte (44)
• Před jídlem se umyjte (44)
• Vyvarujte se škodlivých látek (44)
• Olovo (45)
• Merkur (45)
• Kadmium (46)
• Kupte si bezpečné značené součásti RoHS (46)
• Šok (47)
• Stejnosměrný proud vs. střídavý proud (47)
• Používejte dobíjecí baterie a speciální nabíječky (47)
• Použití jističů a proudových chráničů (48)
• Postarejte se o uzemnění (49)
• Odpojte napájení (49)
• Drž se dál od nebezpečných robotů (50)
• Vyberte velikost motorů (50)
• Vyberte osvětlení (50)
• Buďte odpočatí a vyrovnaní (51)

Kapitola 4. Univerzální digitální měřič (53)

• Základní vlastnosti (54)
• Měl by to být digitální měřič (54)
• Počet číslic displeje (54)
• Měření stejnosměrného napětí (55)
• Měření stejnosměrného proudu (55)
• Měření odporu (55)
• Zkušební vodiče nebo vodiče (55)
• Pojistka nebo ochrana proti přetížení (55)
• Užitečné funkce (56)
• Měření kapacity (56)
• Výzkum diod (56)
• Testování kontinuity (56)
• Měření frekvence (56)
• Měření plnicího průběhu (57)
• Automatický výběr rozsahu (57)
• Automatické vypnutí (58)
• Tranzistorové měření (58)
• Duální displej (58)
• Měření maximální hodnoty (58)
• Měření minimální hodnoty (59)
• Stánek (59)
• Další funkce (59)
• Měření indukčnosti (59)
• Komunikační rozhraní RS-232 nebo USB (59)
• Funkce osciloskopu (60)
• Podsvícení (60)
• Časovač šířky pulzu (60)
• Měření teploty (60)
• Měření intenzity zvuku (61)
• Počitadlo událostí (61)
• Sloupcový graf (61)
• Přidržení naměřené hodnoty (61)
• Číst sustain (61)
• Měření logického stavu (61)
• Paměť měření (62)
• Relativní měření (62)
• Měření posunutí (62)
• Detekce překročení nastavené úrovně (62)
• Rukojeť nebo gumové pouzdro (62)
• AC funkce (63)
• Měření střídavého napětí (63)
• Měření True RMS (63)
• Měření střídavého proudu (63)
• Svorky (63)
• Srovnání konkrétních opatření (64)
• Schopnosti levného měřiče (64)
• Možnosti měřidla středního rozsahu (66)
• Špičkové funkce měřiče (67)
• Porovnat ceny a vlastnosti (69)
• Ostatní měřiče (69)
• Nepracujte bez měřiče (69)

Kapitola 5. Hodnoty a jednotky

• Výběr metrického systému (71)
• Likvidace sil tisíce (71)
• „M“ a „m“ (73)
• Alternativa k řeckému „mikro“ (73)
• Zkratky jednotek
• Když není dostatek místa (74)
• Zjištění chybějící jednotky 75
• Dekódujte tři číslice (76)
• Převod barev na hodnoty 76
• Stanovení hodnoty prvku pomocí digitálního měřidla (78)
• Pokryl jsem základy (78)

Kapitola 6. Robot, který sleduje linii (79)

• Budování trasy (80)
• Oblast trasy (80)
• Osvětlení koleje (80)
• Linka definující trasu (80)
• Křivky a průsečíky čar (82)
• Budování trasy - shrnutí (83)
• Výběr velikosti robota (83)
• Představuji „Sandwich“ (84)
• Anatomie "sendvičů" (84)
• Sendvičové tělo (89)
• Konstrukce (92)

Kapitola 7. 9voltové baterie a dobíjecí baterie (93)

• Měření napětí baterie (94)
• Příprava měřiče pro měření napětí (94)
• Interpretace výsledků měření (95)
• Vlastnosti 9voltových baterií a akumulátorů (96)
• Doporučení pro 9 voltové články (97)
• Doporučené odkazy (97)
• Nedoporučené odkazy (100)
• Značky a výrobci buněk (101)
• Využití 9voltových článků v robotech (102)
• Montáž na baterii (102)
• Pojďme s proudem (103)

Kapitola 8. Svorky a zkušební tipy (105)

• Krokodýli jsou dnes hladoví (105)
• Háčky (106)
• Kontrola měřicích vodičů (107)
• Nastavení režimu měření kontinuity (107)
• Test otevřeného obvodu (108)
• Test uzavřeného obvodu (109)
• Test připojení propojovacího vodiče s krokosvorkami (109)
• Detekce nechtěných hovorů
• Instalatér s kabely (111)

Kapitola 9. Rezistory (113)

• Mezní napětí a proud s rezistory (113)
• Získejte sadu rezistorů s různými hodnotami (114)
• Proč je důležitá velikost a tolerance 114
• Výřezy (115)
• Zásoby na řezačkách drátu (115)
• Odpor a ohmy (116)
• Měření odporu (117)
• Interpretace hodnoty odporu zobrazené měřičem (117)
• Prozkoumejte rozsahy měření odporu (118)
• Kontrola hodnoty rezistoru online (119)
• Značení a skladování (119)
• Sbírejte kontejnery na díly (120)
• Odolávejte pokušení trochu přeskočit (120)

Kapitola 10. Diody emitující světlo (LED) (121)

• Vlastnosti světelných diod (121)
• Velikosti LED (121)
• Tvary světelných diod (123)
• Průhlednost krytu diody (124)
• Pozorovací úhel (125)
• Barvy LED (125)
• Jas LED (126)
• Účinnost LED (127)
• Bližší pohled na strukturu diody (127)
• Rozlišování vícebarevných LED (128)
• Bicolor LED (129)
• Tříbarevné nebo třístavové diody (129)
• Plně barevné LED diody (129)
• Kontrola LED diod (130)
• Příprava měřiče pro test diod (130)
• Interpretace výsledků testu LED (131)
• Diody v sadách (132)
• Osvětlujeme cestu (133)

Kapitola 11. Zapněte napájení! (135)

• Seznámení se seznamem položek 135
• Kontrola dílů před montáží (135)
• Čtení elektrických schémat (136)
• Sestavujeme obvod indikátoru výkonu (137)
• Vidíš světlo? (138)
• Některé experimenty s obvodem indikátoru napájení 138
• Úkoly každého prvku
• Měření obvodu indikátoru výkonu (138)
• Měření napětí na obvodu (139)
• Měření proudu (142)
• Výpočet životnosti baterie (143)
• Nepokoušejte se měřit napětí s kabelem zasunutým do měřicího konektoru proudu (146)
• Shrnutí obvodových znalostí 147

Kapitola 12. Vytváření prototypů bez pájení (149)

• Potřeba něčeho lepšího (149)
• Pájecí montážní desky (149)
• Připojení dírky (150)
• Připojovací zásuvky (154)
• Kontaktní desky vysoce žádoucí (155)
• Dráty pro práci s kontaktními deskami (156)
• Volba propojovacího drátu (157)
• Jak vyrobit vlastní propojovací vodiče (159)
• Odizolování konců drátu (159)
• Odřízněte drát na správnou délku (160)
• Ohýbání konců drátu (161)
• Připojení (163)

Kapitola 13. Příprava prkénka na práci (165)

• Úvahy o zdroji energie
• Spony pro 9 V baterie (166)
• Připojení napájecího zdroje k připojovacím zásuvkám (166)
• Výběr vypínače (167)
• Co znamená SPDT? (168)
• Montáž vypínače na prkénku (169)
• Připojení k napájecí sběrnici (169)
• Přizpůsobení testovacích špiček měřicího přístroje pomocí propojovacího vodiče (170)
• Připojení dolní napájecí lišty (171)
• Rozdělit na střed (171)
• Instalace indikátoru LED napájení (171)
• Měření napětí ve vybraných bodech (172)
• Zastřihovací vodiče 173
• Celá pravda o vypínači robota 173
• Jste připraveni na další? (174)

Kapitola 14. Variabilní rezistory (175)

• Potenciometry (175)
• Potenciometr trimování (176)
• Otočení knoflíku (177)
• Nákup vyžínačů (177)
• Měření potenciometru (177)
• Obvod se světelnou diodou s nastavitelným jasem (179)
• Konstrukce obvodu se světelnou diodou s nastavitelným jasem (180)
• Obvod vyvažování jasu diody (180)
• Konstrukce obvodu umožňujícího vyrovnání jasu LED diod (181)
• Fotorezistory na bázi sulfidu kademnatého (182)
• Výběr fotorezistorů (182)
• Zkušenosti s fotorezistorem (183)
• Světelně řízený obvod (183)
• Čtecí obvod vyváženého jasu (184)
• Seznam dílů (184)
• Senzory ve dvojicích (184)
• Výběr fotorezistorů (185)
• Potenciometr pro vyvažování odporu (186)
• Rezistor omezující proud (186)
• Testovací body (186)
• Převod odporu na napětí pomocí děliče napětí (189)
• Stavíme vyvážený systém pro čtení jasu (189)
• Neschopnost vyvážit obvod pro čtení jasu (190)

Kapitola 15. Komparátory (191)

• Komparátor napětí (191)
• Analýza čipu LM393 192
• Nákup komparátorů (194)
• Obvod pro srovnání jasu s komparátorem (195)
• Porovnání schématu zapojení se schématem zapojení (195)
• Označení komponentů (196)
• Kreslení připojených a nepřipojených čar (196)
• Princip činnosti obvodu pro porovnání jasu s komparátorem (196)
• Seznam prvků obvodu pro porovnání jasu s komparátorem (197)
• Konstrukce obvodu pro srovnání jasu na základě komparátoru (197)
• Přidáme světlomety (200)
• Obsluha dvojitého LED světlometu (200)
• Konstrukce okruhu světlometů (202)
• Opakujeme trik s připojením několika diod (202)
• Oceňujeme jednoduchost (203)

Kapitola 16. Tranzistorové spínače (205)

• Co je „plus“ a „minus“ síly (206)
• Seznámení s tranzistorem 2907A (206)
• Testování bipolárních tranzistorů (207)
• Testování pomocí měřiče vybaveného měřící zásuvkou tranzistoru (208)
• Testování tranzistorů, když nemáte datový list (210)
• Testování tranzistoru měřičem vybaveným pouze testovacím režimem diod (211)
• Měřicí obvody pro bipolární tranzistory (212)
• Schéma zapojení pro testování tranzistorů PNP (212)
• Konstrukce obvodu pro testování tranzistorů PNP (213)
• Schéma zapojení pro testování NPN tranzistorů (214)
• Konstrukce obvodu pro testování NPN tranzistorů (215)
• Obvod pro porovnání jasu s tranzistory (216)
• Výpočet omezujících rezistorů (216)
• Konstrukce obvodu pro porovnání jasu s komparátorem a tranzistory (218)
• Souhrn tranzistorů PNP a NPN 218

Kapitola 17. Stejnosměrné motory (219)

• Princip činnosti stejnosměrného motoru (219)
• Pohled dovnitř komutátorového stejnosměrného motoru s permanentními magnety a železným jádrem (220)
• Podíváme se dovnitř střídavého motoru (223)
• Konstrukce komutátorového motoru s permanentním magnetem bez jádra (225)
• Jednoduchý obvod s DC motorem (226)
• Vyberte motor (226)
• Výběr baterie (227)
• Vytvoření jednoduchého obvodu pomocí stejnosměrného motoru (227)
• Základní parametry stejnosměrných motorů (228)
• Rychlost otáčení stejnosměrných motorů (229)
• Točivý moment motorů (231)
• Napěťové charakteristiky stejnosměrného motoru (234)
• Aktuální charakteristiky stejnosměrného motoru (235)
• Účinnost stejnosměrného motoru (238)
• Objem motoru (239)
• Elektrické rušení (hluk) stejnosměrného motoru (239)
• Hmotnost elektromotorů (240)
• Rozměry motoru (240)
• Souhrn vlastností stejnosměrného motoru 241
• Převodové motory (241)
• Konstrukce převodového motoru (242)
• Převodový poměr (243)
• Nedokonalost při převodu rychlosti na točivý moment (245)
• Nevýhody používání rychlostních stupňů (245)
• Srovnání planetových a čelních kol (246)
• Výběr motoru s převodovkou (247)
• Co bude dál? (247)

Kapitola 18 Přidání převodových motorů (249)

• Výběr převodového motoru (249)
• Nákup motorů s převodovkou (250)
• Testujeme motor s ozubeným kolem (251)
• Přidáme motory do našeho obvodu pro srovnání jasu pomocí komparátoru (253)
• Rozeznáváme diodu (254)
• Připojení motorů k obvodu pro srovnání jasu (255)
• Dokončili jsme elektronickou část (257)

Kapitola 19. Kola (259)

• Konstrukce kola (259)
• Vlastnosti robotických kol (260)
• Plnění vzduchem (260)
• Tvary pneumatik (261)
• Šířka pneumatik (261)
• Průměr pneumatiky (263)
• Vybrali jsme kola pro robota (265)
• Výběr kol pro „sendviče“ (266)
• Stanovení minimálního a maximálního průměru kola (266)
• Určení maximálního průměru podle rychlosti (268)
• Můj výběr kol pro robota "Sandwiches" (268)
• Volba dalších kol pro „Sandwich“ (270)
• Čištění pneumatik (272)
• S koly vpřed (273)

Kapitola 20. Konektory 275

• Jiná řešení (275)
• Ruční konektory (276)
• Tisk konektorů pomocí 3D tiskárny (276)
• Trubky (276)
• Výběr materiálu trubky (276)
• Kupte si hadice správné velikosti (277)
• Měřící a řezací trubky (279)
• Stanovení a označení délek trubek 279
• Řezání trubek (279)
• Broušení břitu (282)
• Testování řezaných kusů 282
• LEGO Phillipsovy nápravy (283)
• Výběr správné délky nápravy (283)
• Nákup příčných náprav z kostek LEGO (284)
• Lepení dílů konektoru (284)
• Unbending of elements (284)
• Sestava stavěcího šroubu (286)
• Označení místa, kde je třeba vyvrtat otvor pro závitový pin (286)
• Vrtací stojan (286)
• Vyvrtejte otvor pro stavěcí šroub (288)
• Poklepáním na otvor (288)
• Stavěcí šroub (289)
• Nádherný konektor (289)

Kapitola 21. Pájecí zařízení (291)

• Pájecí drát (292)
• Flux (293)
• Páječka (293)
• Stojan na páječku (295)
• Houba (295)
• Pomocná rukojeť (296)
• Cínové vytahovače (297)
• Pájení krok za krokem (298)
• Připraveno k provozu: pájka (298)

Kapitola 22. Pájení a spojování (299)

• Montáž motorů a spínačů (299)
• Montáž motorů (300)
• Instalace přepínače režimu sledování linky (311)
• Obvod pro osvětlení LED „motorového prostoru“ (315)
• Dokončovací práce (317)
• Pájení (318)

Kapitola 23. Konečné sestavení komponent na desce (319)

• Sledovač linek 319
• Optimalizace výkonu robota (321)
• Bodové pájení vs pájení na DPS (322)
• Bodové pájení sledovače linek
• Testování robotického systému (330)
• Dávejte pozor na nízký odpor (330)
• Neopájené piny (331)
• Zkontrolujte všechny piny připojené přímo ke zdroji kladného napětí (331)
• Měření odporu celého obvodu (331)
• Měření poklesu napětí (333)
• Ohřev pájeného svaru (333)
• Zadržte dech (334)

Kapitola 24. Tělo nebo pouzdro (335)

• Výběr bydlení (335)
• Houpat se v oblacích nebo vymýšlet perfektní bydlení (335)
• Snižování, tj. Hledání dostupných dílů (335)
• Návrh vlastní skříně
• 3D tisk (338)
• Používání hotových výrobků (338)
• Pouzdro ze sendvičového kontejneru (339)
• Řezání otvorů pro motory (339)
• Montážní motory (342)
• Montáž nosné trubky motoru (344)
• Montáž motorů a potrubí (348)
• Instalace spínačů a držáku baterie (348)
• Montáž desky s plošnými spoji (350)
• Vrtání otvorů pro potenciometry (354)
• Řezání okna ve víku kontejneru (354)
• Závěrečné kroky 355
• Kompaktní a připravený (355)

Kapitola 25. Spuštění robota 357

• Opravy chyb a jemné doladění 357
• Inspekce (357)
• Zkušební provoz - přímý pojezd (361)
• Řešení běžných problémů (361)
• Jede rovně? (365)
• První plavba (367)
• Řešení potíží s ovládáním (367)
• Možnosti vylepšení (368)
• Ochrana proti nesprávnému připojení baterie (368)
• Prevence přepětí pomocí kondenzátorů (369)
• Vylepšení řádku po 370
• Shrnutí (372)

Kapitola 26 Jednodušší, menší a levnější „sendvič“ (373)

• Úprava modulu snímače (373)
• Snížení odporu světelného senzoru (373)
• Jízda v přímém směru (375)
• Úpravy nebo vytvoření od nuly? (375)
• Snižování nákladů a zvyšování kapacity 375
• Menší pouzdra (378)
• Zvýšení funkčnosti 380
• Snížení nákladů (381)
• Průběžná změna 383

Kapitola 27. Další vývoj (385)

• Díly robota (385)
• Logické obvody (385)
• Mikrokontroléry (386)
• Stabilizátory napětí (387)
• Kondenzátory (389)
• Využití sluneční energie (390)
• Rezistorové sítě (391)
• Knoflíky (392)
• Přepínače DIP (392)
• Svetry (393)
• Senzor náklonu (394)
• Snímače teploty (394)
• Dotykové senzory (395)
• Detekce objektů a infračervené dálkové ovládání (395)
• Senzor vzdálenosti a objektu (396)
• Křemenné oscilátory a rezonátory (397)
• Zvuk (397)
• Relé (398)
• Ozubená kola (399)
• Servomechanismy (400)
• Kodéry, tj. Měření rychlosti otáčení kol (400)
• Displeje (401)
• Bezdrátové ovládání a přenos dat (402)
• Denní výzvy (402)
• Robot na zalévání květin (402)
• Vozík na kompost (403)
• Popelářský vůz (403)
• Robot na čištění oken (403)
• Správce střech (403)
• Miniaturní sněhový pluh (403)
• Šnečí krotitel (404)
• Postman Robot (404)
• Profese (404)
• Robocomp (404)
• Cybairbot (404)
• Robotická aréna (404)
• PosRobot (405)
• Svět příležitostí (405)

Příloha A (407)

• Ohmův magický zákon (407)
• Ohmův zákon pomáhá vybrat omezující rezistory (408)
• Pomoc při určování intenzity proudu z napětí 408
• Klíč k Ohmovu zákonu (409)
• Další účinky Ohmova zákona (409)
• Věci, které jsem omylem zlomil při práci na této knize (410)
• Jakým způsobem jsem připojil 9V baterii? (410)
• Roztavené spínače (410)
• Foukací pojistky v měřiči (411)
• Nech mě znovu! (412)
• Správná nomenklatura napětí 412
• Hmotnost namísto „minus“ napájecího zdroje (413)
• V s dvojitými písmeny (413)

Příloha B (415)

• Začneme pracovat s 3D tiskárnou (415)
• Leap Not Too Far (416)
• Rychlá aplikace oprav (417)
• Tisk motorových konektorů (417)
• Design komponentů 417
• Přípravky pro tisk (420)
• 3D tisk (421)
• Dokončení konektoru 421
• Tisk na kolečkách (422)
• Tvorba běhounu (423)
• Kompromis - kombinace dvou projektů (424)
• Návrh případu robota 425
• Kryt (426)
• Udělejte to sami (427)

Rejstřík (429)