Arduino机器人制作指南PDF电子书下载

第1章Arduino开发平台介绍 2

为何制作机器人 2

为何用Arduino制作机器人 3

Arduino可以为机器人做什么 4

Arduino：硬件和软件的整合 5

近距离观察Arduino硬件 6

Arduino主板上需要关注的重点 7

可用内存 14

关于电压和处理速度 15

Arduino工作电压：3.3V或5V 15

Arduino工作速度 16

了解主板上所有的LED 17

旧版本的Arduino主板 17

了解Arduino软件 17

IDE版本 19

USB驱动 20

使用面包板或扩展板扩展 20

第2章 让Arduino跑起来 23

所需零件 23

Arduino快速上手 25

步骤1——下载Arduino IDE 25

步骤2——解压缩软件包 26

步骤3——安装USB驱动 26

步骤4——确认Arduino正常工作 27

步骤5——启动Arduino IDE 28

步骤6——选定Arduino主板类型和通信端口 29

步骤7——上传测试Sketch 29

步骤8——修改测试Sketch 30

再次了解Arduino 31

微控制器编程入门 32

概念：全都是“数字” 32

HIGH到底是多高 33

bit、byte、word 33

烦人的概念：命令、函数、声明、数据类型、运算符及变量名 34

语法和结构 35

Sketch的结构分析 36

上手实验1：我们的LED闪光灯 36

上手实验2：我们的LED闪光灯，镜头2 39

上手实验3：读取按键状态 41

上手实验4：让Arduino发出声音 44

第3章 制作Teachbot学习平台 47

舵机版Teachbot概述 47

舵机版Teachbot的功能 49

制作舵机版Teachbot机体 50

切割零件 51

开孔技巧 53

添加甲板 54

组装Teachbot 54

步骤0——准备好基本零件 54

步骤1——将舵机安装到舵机固定座上 55

步骤2——将L支架和舵机固定座连接在一起 55

步骤3——将舵机固定座安装到底层甲板上 55

步骤4——安装平衡支撑杆 56

步骤5——给舵机安装轮子 57

步骤6——安装电池 57

步骤7——将Arduino安装到第二层甲板上 58

步骤8——在第二层甲板上固定面包板 59

步骤9——在底层甲板上添加第二层甲板 59

舵机版Teachbot如何行走 61

舵机ABC 62

改进普通舵机的方法 64

基本改进步骤 64

所需工具 65

选择改进对象 65

Hitec HS-422改进实例 65

Futaba S3003改进实例 67

改进后测试 68

第4章 Teachbot编程：行走 69

接线并尝试驱动一个舵机 69

舵机控制编程 71

舵机控制Sketch分析 72

两个舵机的控制 75

面包板接线 79

运行舵机测试Sketch 80

分析测试Sketch 83

舵机版Teachbot的有线控制 83

关于Servo对象的更多知识 87

连接和分离舵机 88

从特定位置开始运行 91

设定舵机转速 91

使用变量指代I/O引脚编号 93

让舵机无延迟运转 94

连续旋转舵机的不足之处 94

第5章 Teachbot编程：碰撞检测与循迹 95

让机器人具有触觉 95

用微动开关检测碰撞 97

了解碰撞检测Sketch 101

使用轮询或中断的方法来判断开关的触发 102

抖动和防抖 105

安装更多的开关 106

光线检测 106

将光敏电阻的输出转换成电压信号 106

基础的光线传感器应用 107

用手电筒控制机器人 108

循迹 112

循迹基础 112

使用成品循迹模块 114

制作自己的循迹模块 118

红外线LED和光敏三极管的安装 120

双传感器的循迹 121

第6章 Teachbot编程：避障 124

“非接触”和“近距检测”概述 124

使用超声波测距传感器 124

超声波传感器的基本功能 126

安装传感器 127

使用超声波传感器避障 128

添加旋转云台 128

添加夏普GP2Y0D810红外线测距传感器 132

添加夏普GP2D120红外线传感器 133

将GP2D120连接到Arduino 135

给Teachbot添加电源开关 137

回顾Teachbot的舵机 139

第7章 机械制作 142

制作机器人的重要工具 142

制作机器人的材料 143

使用木材制作机器人 143

使用塑料制作机器人 144

使用铝型材制作机器人 146

使用泡沫板和硬纸板制作机器人 147

组装技术 148

胶带 148

魔术贴 149

塑料扎带 150

胶水 150

机械紧固件 150

紧固件类型 152

制作过程 153

钻孔技巧 153

切割技巧 153

第8章 电子电路制作 157

面包板 157

透视面包板 158

如何使面包板电路持久工作 159

面包板的使用技巧 159

扩展板（Shield） 160

I/O冲突 161

电路过流 161

物理和机械特性的限制 161

处理扩展板I/O重复使用的问题 161

扩展板和不同版本Arduino主板的兼容性 162

电路制作的工具 163

导线 163

接线 163

使用将导线焊接到排针上的方法制作排线 165

使用压接的方法制作排线 166

电路制作 167

面包板 167

万用板 167

定制PCB 168

接口技术 170

LED接口 171

电动机接口 172

输入保护 174

减少输入/输出的线路干扰 177

减少来自于电动机的干扰 177

减少来自于电子设备的电学噪声 178

第9章 加强版Teachbot 179

总物料清单 179

制作直流电机版Teachbot 181

对直流电机版Teachbot接线 186

电源开关接线 187

面包板接线 187

最后一次检查接线 189

让直流电机版Teachbot迈出第一步 189

测试电动机速度控制 192

添加循迹模块 193

旋转转向和圆角转向 198

测试传感器的红外线LED是否点亮 199

开始循迹学习 199

添加编码器 200

编码器的工作机制 201

Teachbot编码器的硬件制作 202

加强编码器的实用性 209

提高编码器的分辨率 210

添加语音功能 211

安装喇叭 211

对Babblebot模块进行控制 213

Teachbot应用扩展 214

第10章 神奇的音乐机器人 215

Tunebot设计概述 215

制作Tunebot 217

组装和固定电动机 218

安装背板 221

组装橡胶履带 221

测试和使用Tunebot的减速电动机 222

制作可逆控制板 222

对电动机和控制板接线 224

手动操纵Tunebot 226

使用电动机控制器 228

使用H桥电路控制电动机 228

更换田宫变速箱的电动机 229

安装Arduino和其他电子零件 230

MIDI模块 230

安装Arduino主板 232

安装ArduMoto扩展板 233

将电动机连接到电动机扩展板（ArduMoto） 233

安装面包板扩展板 234

配备供电电池组 236

电源和电动机测试 237

使传动系统更加耐用 240

添加循迹模块 240

使用MIDI产生音乐 242

关于乐器、音色库、通道的知识 243

通道音频信息 245

变更设置信息 246

MIDI作曲 247

常数 249

演奏复合音节 251

对机器人运动和音乐编程 254

为Tunebot扩展接近传感器和碰撞传感器 254

在线内容：为Tunebot添加扎实的履带 255

第11章 遥控机器人到达指定位 257

无线控制机器人 257

ZigBee入门 259

了解ZigBee标准的变迁 259

使用XBee Series 1通信 260

三个Arduino，一个遥控机器人 260

制作无线遥控器 261

安装Arduino和面包板扩展板 261

连接XBee无线模块 262

使用主令开关 263

使用两轴加速度传感器或电子罗盘 264

使用复合传感器 266

给Telebot添加XBee接收器 270

使用主令开关控制Telebot 271

使用电子罗盘控制Telebot 274

在线内容：使用电子罗盘的方位数据控制Telebot 276

给Telebot加载实时视频传输功能 277

为视频添加字幕 278

将信息写入Backpack模块 280

显示环境数据 283

加强遥控机器人 285

第12章 机器蛇 287

模仿蛇的运动 287

机器蛇设计概述 288

体节 289

Arduino主板 289

自动化和遥控 291

制作机器蛇 291

组装体节 292

设定舵机的中点 295

电池和舵机接线板的安装 297

使用舵机延长线 299

体节间接线 300

Arduino Pro Mini接线 302

对机器蛇编程 303

降低舵机的运行速度 305

加载和运行机器蛇的Sketch 307

在线内容：将Arduino用作舵机控制器 309

用遥控器控制机器蛇 310

第13章 机械手 316

了解机械手 316

剖析机械手结构 317

自由度 318

舵机的选择 318

舵盘 319

特殊的Arduino主板 319

制作机械手 320

将所有舵机调整到中点 320

切割底板 321

制作肩部零件 322

组装肩部 323

制作上臂和前臂 330

制作腕部 333

制作夹持器 335

连接前臂和上臂 335

连接上臂和旋转平台 336

增加逆向弹性平衡 336

安装Arduino主板 339

电源接线 339

将控制电路接到Arduino 342

添加橡胶脚垫 344

对机械手编程 344

测试起始位置和最小/最大位置 344

使用串口监视器控制机械手 346

使用带Joystick手柄和键盘的控制器控制机械手 349

对机械手编程以实现交互控制 350

操纵机械手 357

使用Joystick手柄操纵 358

使用键盘操纵 358

附录A ARB支持网站 359

在线资源 359

特殊零件来源或网站 359

附录B 物料采购链接 361

机器人 361

电子零件 362

爱好者商店 363

特殊资源 363

支架：金属和塑料 363

竞赛和机器人组织 363

电子套件 364

论坛（非产品专题） 364

齿轮和机械件 364

塑料和结构件 364

二手货 364

如何在一个大型目录中找到所需的电子零件 365

附录C 排错技巧 367

预防检查 367

系统开发和排错 368

使用串口监视器调试间题 369

插入到setup（）函数中间 370

插入到loop（）函数的开头或结尾部分 371

插入到用户自定义函数中 371

插入到Sketch中任何使用到循环的位置 372

插入到任何需要预览的某个值附近 372

排错建议 373

无电源，指示灯不亮，处于最原始的状态 373

行为异常 374

指示灯亮，但是没有串口调试信息 374

串口监视器窗口显示乱码 374

调试信息重复出现，但是设计并非如此 374

数据结果错误或是未预料的 375

Sketch无法编译 375

一切都在工作，除了电动机 375