Брага Н.   Создание роботов в домашних условиях / Брага Ньютон ; пер. с англ. Е. А. Добролежина. - М. : НТ Пресс, 2007. - 368 с. : ил. - (Робот - своими руками)

Брага Н. Создание роботов в домашних условиях / Брага Ньютон ; пер. с англ. Е. А. Добролежина. - М. : НТ Пресс, 2007. - 368 с. : ил. - (Робот - своими руками)

DepositFiles:Скачать
Пароль к архиву:bamper.info

Предлагаемая вашему вниманию книга в занимательной форме знакомит с основами робототехники, радиоэлектроники и программирования микроконтроллеров для роботов шаг за шагом, практически с нуля. При этом автор, избегая сложных математических формул, на практике поясняет физику процессов, происходящих в роботах, включая электронные схемы, двигатели, датчики, источники питания и микроконтроллеры. Описаны способы механической сборки и монтажа электронных схем. К книге прилагается чертеж печатной платы, на которой удобно смонтировать схемы приведенных экспериментов, каждый эксперимент сопро<кикдзгтся перечнем необходимых деталей, которые легко найти в магазинах радиоэлектроники, а также перечнем нужных инструментов. Приведены листинги программ управления роботами с подробными комментариями. Материал книги дает возможность самостоятельно построить робот, находящий выход из лабиринта, робот, ориентирующийся на источник света и звука, ультразвуковой дальномер и компас и многое другое.
Предназначена для радиолюбителей всех возрастов и любой квалификации.


ПреДИСЛОВИе
Часть 1. Подготовка читателя.....................1
Что такое механотроника..........................1
История..........................................1
Ср#»дстаа и принципы механотроники...............3
Барьеры, которые нужно реодолеть.................3
Электроника, робототехника и механотроника в образовательном
процессе.........................................4
Кросс-темы ......................................4
Научный метод....................................5
Выбор проекта....................................6
Часть 2. Технология, применяемая при сборке и монтаже
проектов.........................................7
Как производить монтаж ..........................7
Инструмент.......................................8
Как монтировать компоненты и элементы............8
Печатная плата (PCB) ............................10
Другие инструменты...............................15
Принципиальные схемы и символы...................15
Дополнительная информация........................17
Часть 3. Проекты.................................18
Проект 1. Механотронный гоночный автомобиль......18
Назначение.......................................18
Задачи...........................................19
Проект ..........................................20
Принцип работы электронной схемы.................21
Принцип работы механической части................22
Создание гоночного автомобиля....................23
Электронноя схема................................23 .................................................23
Перечень элементов и компонентов электронной схемы механотронного
гоночного автомобиля.............................25
Вентиляторно-пропеллерный вариант
механотронного автомобиля........................25
Вариант механотронного автомобиля
с зубчатой передачей.............................27
Испытания автомобиля.............................30
Соревнования.....................................31
Исследование проекта.............................32
Закон Ньютона....................................32
Материалы........................................32
Эксперимент......................................32
Как работает зубчатая передача...................32
Эксперимент......................................32
Кросс-темы.......................................33
Дополнительные схемы и идеи......................34
Прямой привод....................................34
Использование силового МОП-транзистора...........34
Перечень элементов и компонентов схемы, использующей силовой
МОП-транзистор...................................35
Хронирующая схема................................35
Перечень элементов и компонентов схемы с использованием хронирующей схемы............................................36
Гонка по рельсом.................................36
Современные технологии...........................37
Идеи для экспериментов...........................37
Проект 2.1?оЬсот: Боевой робот...................38
Что представляет собой ЯоЬсот....................38
Задачи. Битва....................................40
Проект...........................................41
Создание ЯоЬсот..................................41
Электрическая схема..............................41
Перечень элементов и компонентов электрической схемы............................................42
Механическая часть...............................43
Сборка частей робота.............................43
Проверка боевого робота..........................46
Бой..............................................47
Правила и спецификации боя для роботов...........47
Правило боя......................................48
Модификации проекта..............................48
Кросс-темы.......................................48
Дополнительные схемы и идеи......................49
Использование джойстика..........................49
Перечень компонентов джойстика...................50
Включение в схему управления с широтно-импульсной модуляцией (Р\Л/М)..........................................50
Дополнительное оружие............................51
Добавление обесточенной схемы....................51
Добавление звука.................................52
Использование мостовой схемы ....................53
Отселение vii
Перечень элементов и компонентов мостовой схемы Н................................................54
Использование коробки ередач.....................55
Дистанционное управление.........................55
Современные технологии...........................56
Проект 3. Использование широтно-импульсной модуляции управления
электродвигателем (PWM)..........................57
Введение.........................................57
Задачи...........................................57
Как работает проект..............................57
Основной проект..................................60
Как собрать схему управления WM..................62
Проверка и использование.........................63
Перечень элементов и компонентов для схемы управления PWM..............................................63
Проекты..........................................64
Простой подъемник................................64
Автоматическое окно..............................65
Вентилятор.......................................65
Увеличение мощности..............................66
Реальное управление PWM..........................66
Перечень элементов и компонентов реальной схемы PWM..............................................67
Управляемый светом...............................67
Управление при помощи компьютера.................68
Современные технологии...........................69
Проект 4. Ионный двигатель.......................70
Задачи...........................................71
Ионные двигатели.................................71
Как работает наш проект..........................73
Как производить монтаж электронной схемы............................................74
Проверка высоковольтной схемы....................76
Перечень элементов и компонентов для высоковольтной схемы............................................77
Космический корабль..............................77
Проверка.........................................78
Гонка в космосе..................................79
Углубленное изучение темы........................79
Беспроводная флуоресцентная лампа................80
Лестница Якоба...................................80
Домашний удор молнии.............................81
Электростатические эксперименты..................82
Кросс-темы.......................................82
Дополнительные схемы и идеи......................83
Мощные схемы.....................................83
Перечень элементов для мощной электронной схемы..85
Релаксационная схема, использующая кремниевый управляемый выпрямитель (SCR)............................................86
Перечень элементов и компонентов релаксационной схемы с SCR..............................................87
Схема с кремниевыми диодами для переменного
тока (SIDAC).....................................88
Перечень элементов и компонентов схемы с применением SIDAC............................................88
Современные технологии...........................89
Проект 5. Экспериментальный гальванометр.........90
Задачи...........................................90
Как он работает..................................91
Постройка гальванометра..........................93
Перечень элементов и компонентов основного гальванометра....................................94
Проверка гальванометра...........................94
Перечень элементов и компонентов проверочной схемы гальванометра....................................96
Идеи для экспериментов...........................96
Кросс-темы.......................................96
Увеличение чувствительности......................97
Перечень элементов и компонентов усилителя.......99
Дополнительные схемы и идеи......................99
Использование компаса............................99
Мощный усилитель.................................100
Перечень элементов и компонентов мощного усилителя........................................100
Чувствительный элемент для обнаружения света/темноты для биоэнергии.......................................101
Перечень элементов и компонентов фотодетектора....................................102
Машина «перпетуум-мобиле», или «вечный двигатель».......................................102
Перечень элементов и компонентов машины «перпетуум-мобиле»...............................103
Современные технологии...........................104
Идеи для экспериментов...........................104
Проект 6. Поэкспериментируем с электромагнитом...105
Задачи...........................................105
Проект:..........................................105
Монтаж схемы с электромагнитом...................106
Проверка и использование.........................107
Перечень компонентов схемы электромагнита........107
Другие варианты проекта..........................108
Питание электромагнита от другого точника..........................................108
Постройка рана...................................108
Извлечение из бутылки............................109
Кросс-темы.......................................109
Дополнительные схемы и идеи......................110
Управление мощностью.............................111
Перечень элементов и компонентов источника постоянного тока.............................................112
Изменение полюсов................................112
Другой источник питания..........................112
Современные технологии...........................113
Идеи для углубленного изучения темы..............113
Проект 7. Электронный потенциометр...............114
Задачи...........................................114
Как он работает..................................114
Как построить электронный потенциометр.ю.........116
Использование потенциометра......................116
Перечень элементов и компонентов электронного потенциометра....................................118
Идеи для экспериментов...........................118
Источник света для микроскопа....................118
Управление небольшим нагревателем................119
Простой подъемник................................120
Кросс-темы.......................................120
Расчет рассеивания...............................120
Дополнительные схемы и идеи......................121
Использование транзистора PNP-типа...............121
Перечень элементов и компонентов электронного потенциометра,
использующего транзистор PNP-типа................121
Использование транзистора Дарлингтона............121
Перечень элементов и компонентов электронного потенциометра,
использующего пару Дарлингтона...................123
Управление мощностью с использованием интегральной микросхемы
LM350TIC.........................................123
Перечень элементов и компонентов схемы управления мощностью,
использующей интегральную микросхему LM350T...........................................124
Источник постоянного тока........................124
Перечень элементов и компонентов с потенциометром постоянного тока.............................................125
Современные технологии...........................125
Проект 8. Эксперименты с эоловыми (ветряными) генераторами.....................................126
Задачи...........................................126
Проект...........................................127
Как он работает..................................127
Электродвигатель постоянного тока в качестве генератора постоянного тока..................129
Как построить эоловый генератор..................130
Перечень элементов и компонентов эолового генератора.......................................131
Проверка и использование.........................131
Питание схем.....................................132
Светоизлучающие диоды и лампы....................132
Перечень элементов и компонентов снабжения энергией ламп и светоизлучающих
диодов...........................................132
Батарейное зарядное устройство...................132
Экспериментальный радиоприемник..................133
Перечень элементов и компонентов экспериментального радиоприемника...................................135
Автоматическое освещение.........................135
Перечень элементов и компонентов схемы автоматического освещения........................................136
Анемометр........................................136
Перечень элементов и компонентов анемометра.......................................138
Кросс-темы.......................................138
Дополнительные схемы и идеи......................138
Стабилизатор напряжения..........................138
Высоковольтный инвертор..........................139
Перечень элементов и компонентов инвертора........................................140
Современные технологии...........................140
Проект 9. Электронная пушка......................141
Задачи...........................................142
Как работает проект..............................142
Росчет мощности..............:...................144
Сдерживание больших токов........................145
Как строить пушку................................146
Механическая часть...............................148
Перечень элементов и компонентов электронной пушки............................................149
Проверка и использование.........................150
Изучение темы проекта............................150
Изучение баллистики..............................150
Измерение зорядоь накопленного в конденсаторе, и постоянной времени цепи
дистанционного управления........................151
Перечень элементов и компонентов схемы измерения заряда...........................................152
Бой с применением электронных пушек..............152
Дополнительные схемы и идеи......................153
Дистанционное управление.........................153
Перечень элементов и компонентов схемы дистанционного управления.......................................154
Маломощный вариант...............................154
Перечень элементов и компонентов схемы маломощного варианта.........................................155
Постройка катапульты.............................155
Разработка суперпушки............................155
Современные технологии...........................156
Идеи для углубленного изучения темы..............157
Проект 10. Эксперименты с фигурами Лиссажу,
нарисованными лазером............................158
Задачи...........................................159
Что представляют собой фигуры Лиссажу............159
Проект...........................................162
Монтаж электронной схемы.........................164
Перечень элементов и компонентов электронной схемы............................................165
Сборка механической части........................166
Проверка и использование.........................168
Модификации проекта------........................169
Вращающееся зеркало..............................169
Соленоиды........................................170
Шаговые электродвигатели.........................170
Вибрирующие лезвия...............................171
Компьютерное управление..........................171
Использование функциональных генераторов и генераторов низкой частоты..........................................172
Кросс-темы.......................................172
Дополнительные схемы.............................173
Генератор, использующий интегральную микросхему 4093IC...........................................173
Перечень элементов и компонентов генератора, использующего интегральную
микросхему 4093IC................................173
Генератор синусоидальных колебаний...............174
Перечень элементов и компонентов генератора синусоидальных колебаний........................................175
Транзисторный усилитель низкой частоты...........175
Перечень элементов и компонентов транзисторного усилителя........................................176
Мощный усилитель.................................176
Перечень элементов и компонентов мощного усилителя........................................177
Современные технологии...........................178
Идеи для экспериментов...........................178

Проект 11. Аналоговый компьютер..................179
Цель.............................................180
Проект...........................................181
Как он работает..................................182
Критические компоненты...........................184
Как построить аналоговый компьютер...............185
Школы............................................187
Другие школы.....................................189
Перечень элементов и компонентов аналоговых компьютеров......................................189
Проверка и использование.........................190
Другие операции..................................190
Модификации проекта..............................190
Суммирующая схема................................190
Кросс-темы.......................................191
Дополнительные схемы и идеи......................191
Использование звукового индикатора!..............191
Перечень элементов и компонентов схемы, использующей
звуковой индикатор 1.............................193
Использование звукового индикатора II...............................................193
Перечень элементов и компонентов схемы, использующей
звуковой индикатор II...........................194
Добавление операционного усилителя со
светоизлучающими диодами (LED)...................194
Перечень элементов и компонентов схемы с операционным усилителем
со светоизлучающими диодами......................195
Улучшенная схема с четырьмя потенциометрами......195
Автоматический механотронный аналоговый компьютер........................................196
Современные Технологии...........................196
Идеи для углубленного изучения темы..............197
Проект 12. Электродвигатели с
сенсорным управлением............................198
Задачи...........................................198
Как работает схема...............................198
Как монтировать схему............................200
Проверка и испытание.............................202
Перечень элементов и компонентов схемы электродвигателя с сенсорным
управлением......................................202
Исследование темы................................203
Автоматическое окно..............................203
Робот или автомобиль с сенсорным управлением......................................203
Вентилятор с выдержкой времени...................204
Автоматическая машина для сушки рук..............204
Кросс-темы.......................................204
Ловушки..........................................205
Миксер...........................................205
Цветное колесо Ньютона...........................206
Механотронный гоночный томобиль..................206
Дополнительные схемы.............................206
Использование кремниевого управляемого выпрямителя (SCR)............................................207
Перечень элементов и компонентов схемы
с выпрямителем SCR...............................208
Использование интегральной микросхемы 4093 ................................................ 209
Перечень элементов и компонентов схемы с применением интегральной
микросхемы 40931С................................210
Использование интегральной микросхемы 4013.............................................210
Перечень элементов и компонентов схемы, использующей интегральную
микросхему 4013..................................211
Современные технологии...........................211
Углубленное исследование темы....................211
Проект 13. Механотронный подъемник...............213
Задачи...........................................213
Как он работает..................................214
Электронная схема................................214
Механическая часть...............................216
Как строить......................................217
Перечень элементов и компонентов схемы подъемника с источником питания
включительно.....................................218
Проверка и использование.........................218
Идеи для экспериментов...........................219
Использование коробки передач....................219
Добавление других автоматических устройств........................................219
Управление подъемником при помощи компьютера.....220
Использование шагового электродвигателя..........220
Кросс-темы.......................................221
Расчет блоков и коробок передач..................221
Расчет дифференциальных блоков...................221
Соревнование среди подъемников...................222
Дополнительные схемы и идеи......................222
Использование линейного управления...............222
Добавление таймера...............................223
Перечень элементов и компонентов схемы
с добавлением таймера............................223
Реверсирование при помощи мостика ...............224
Перечень элементов и компонентов схемы
реверсирования при помощи мостика................224
Использование триггерной микросхемы..............225
Перечень элементов и компонентов триггерной схемы............................................226
Современные технологии...........................226
Идеи для углубленного изучения темы..............226
Проект 14. Управление шаговым электродвигателем..228
Задачи...........................................228
Как работает шаговый электродвигатель............228
Проект...........................................231
Как он работает..................................232
Как собирать и монтировать cхему.................233
Перечень элементов и компонентов силовой схемы............................................234
Перечень элементов и компонентов схемы
управления шаговым электродвигателем.............235
Перечень элементов и компонентов схемы
управления шаговым электродвигателем.............236
Проверка и использование.........................237
Идеи для экспериментов...........................238
Управление лазерным лучом........................239
Оглавление хш
Кросс-темы.......................................239
Дополнительные схемы и идеи......................240
Использование транзистора Дарлингтона............240
Перечень элементов и компонентов силового
каскада Дарлингтона..............................241
Использование интегральной микросхемы............241
Другая схема с последовательным генератором......242
Перечень элементов и компонентов другой
последовательной схемы...........................243
Современные технологии...........................243
Идеи для углубленного изучения темы..............243
Проект 15. Машина с магическим движением.........244
Задачи...........................................244
Проект...........................................244
Как он работает..................................245
Как строить......................................247
Электронноя схема................................247
Механическая часть...............................247
Испытания и использование........................248
Перечень элементов и компонентов основного проекта машины магического
движения.........................................248
Кросс-темы.......................................249
Модификации проекта..............................249
Дополнительные схемы и идеи......................250
Другой импульсный генератор......................250
Перечень элементов и компонентов схемы импульсного генератора,
использующего интегральную микросхему 40931С...........................................250
Генератор хоотических импульсов..................251
Перечень элементов и компонентов генератора
хаотических импульсов............................252
Современные технологии...........................252
Идеи для углубленного изучения темы..............253
Проект 16. Проверьте ваши нервы..................254
Введение.........................................254
Задачи...........................................254
Проект...........................................254
Как он работает..................................255
Предмонтажные эксперименты.......................256
Укол или удар!...................................256
Перечень компонентов для контура ................256
Эксперимент......................................256
Свечение флуоресцентной лампы....................257
Перечень компонентов для схемы со свечением
флуоресцентной лампы.............................257
Эксперимент......................................257
Как собирать и монтировать.......................258
Проверьте ваши нервы —
вариант 1........................................258
Испытание и использование........................259
Перечень компонентов схемы «Проверьте
ваши нервы - вариант 1»..........................259
Проверьте ваши нервы — вариант2..................260
Испытание и использование........................260
Перечень компонентов схемы «Проверьте ваши
нервы - вариант 2»...............................261
Использование интегральной микросхемы 4093 ................................................ 209
Перечень элементов и компонентов схемы с применением интегральной
микросхемы 40931С................................210
Использование интегральной микросхемы 4013.............................................210
Перечень элементов и компонентов схемы, использующей интегральную
микросхему 4013..................................211
Современные технологии...........................211
Углубленное исследование темы....................211
Проект 13. Механотронный подъемник...............213
Задачи...........................................213
Как он работает..................................214
Электронная схема................................214
Механическая часть...............................216
Как строить......................................217
Перечень элементов и компонентов схемы подъемника с источником питания
включительно.....................................218
Проверка и использование.........................218
Идеи для экспериментов...........................219
Использование коробки передач....................219
Добавление других автоматических устройств........................................219
Управление подъемником при помощи компьютера.....220
Использование шагового электродвигателя..........220
Кросс-темы.......................................221
Расчет блоков и коробок передач..................221
Расчет дифференциальных блоков...................221
Соревнование среди подъемников...................222
Дополнительные схемы и идеи......................222
Использование линейного управления...............222
Добавление таймера...............................223
Перечень элементов и компонентов схемы с
добавлением таймера..............................223
Реверсирование при помощи мостика Н................................................224
Перечень элементов и компонентов схемы
реверсирования при помощи мостика Н..............224
Использование триггерной микросхемы..............225
Перечень элементов и компонентов триггерной схемы............................................226
Современные технологии...........................226
Идеи для углубленного изучения темы..............226
Проект 14. Управление шаговым электродвигателем..228
Задачи...........................................228
Как работает шаговый электродвигатель............228
Проект...........................................231
Как он работает..................................232
Как собирать и монтировать схему.................233
Перечень элементов и компонентов силовой схемы............................................234
Перечень элементов и компонентов схемы
управления шаговым электродвигателем.............235
Перечень элементов и компонентов схемы у
правления шаговым электродвигателем..............236
Проверка и использование.........................237
Идеи для экспериментов...........................238
Управление лазерным лучом........................239
Оглавление хш
Кросс-темы.......................................239
Дополнительные схемы и идеи......................240
Использование транзистора Дарлингтона............240
Перечень элементов и компонентов силового
каскада Дарлингтона..............................241
Использование интегральной микросхемы............241
Другая схема с последовательным генератором......242
Перечень элементов и компонентов другой
последовательной схемы...........................243
Современные технологии...........................243
Идеи для углубленного изучения темы..............243
Проект 15. Машина с магическим движением.........244
Задачи...........................................244
Проект...........................................244
Как он работает..................................245
Как строить......................................247
Электронноя схема................................247
Механическая часть...............................247
Испытания и использование........................248
Перечень элементов и компонентов основного проекта машины магического
движения.........................................248
Кросс-темы.......................................249
Модификации проекта..............................249
Дополнительные схемы и идеи......................250
Другой импульсный генератор......................250
Перечень элементов и компонентов схемы импульсного генератора,
использующего интегральную микросхему 40931С...........................................250
Генератор хоотических импульсов..................251
Перечень элементов и компонентов генератора
хаотических импульсов............................252
Современные технологии...........................252
Идеи для углубленного изучения темы..............253
Проект 16. Проверьте ваши нервы..................254
Введение.........................................254
Задачи...........................................254
Проект...........................................254
Как он работает..................................255
Предмонтажные эксперименты.......................256
Укол или дар!....................................256
Перечень компонентов для контура ударо............................................256
Эксперимент......................................256
Свечение флуоресцентной лампы...........;........257
Перечень компонентов для схемы со свечением
флуоресцентной лампы.............................257
Эксперимент......................................257
Как собирать и монтировать.......................258
Проверьте ваши нервы — вариант 1.................258
Испытание и использование........................259
Перечень компонентов схемы
«Проверьте ваши нервы - вариант 1»...............259
Проверьте ваши нервы — вариант2..................260
Испытание и использование........................260
Перечень компонентов схемы
«Проверьте ваши нервы - вариант 2»...............261
Перечень элементов и компонентов
схемы со звуковым эффектом.......................310
Современные технологии...........................311
Идеи для экспериментов...........................311
Проект 22. Подбрасыватель монеты.................312
Задачи...........................................312
Как ан работает..................................312
Как строить......................................313
Испытания и использование........................314
Перечень компонентов подбрасывателя монет............................................314
Кросс-темы.......................................314
Дополнительные схемы и идеи......................314
Схема с разрядом конденсатора....................314
Перечень элементов и компонентов
схемы с разрядом конденсатора....................315
Катапульта.......................................316
Современные технологии...........................316
Модификации проекта..............................316
Проект 23. Вызов механотронного таймера..........317
Задачи...........................................317
Как он работает..................................317
Механика.........................................317
Электроника......................................319
Как строить......................................319
Проверка и использование.........................320
Перечень элементов и компонентов
схемы электрического таймера.....................320
Кросс-темы...............................,.......320
Дополнительные схемы и идеи......................321
Тональный генератор..............................321
Перечень элементов и компонентов тонального генератора.......................................321
Запуск лампы переменного тока....................322
Перечень элементов и компонентов
схемы с запуском лампы переменного тока..........322
Современные технологии...........................323
Идеи для экспериментов...........................323
Проект 24. Экспериментальный контроллер с
программируемой логикой..........................324
Задачи...........................................324
Как он работает..................................324
Как монтировать..................................327
Проверка и использование.........................329
Перечень элементов и компонентов экспериментального контроллера
с программируемой логикой Р1С....................329
Кросс-темы.......................................330
Дополнительные схемы и идеи......................330
Добавление переключателя с активированным датчиком.........................................330
Расширение логики................................331
Расширение объема памяти.........................331
Современные технологии...........................331
Идеи для экспериментов...........................332

...

Похожие книги: