LEGO и электроника. Raspberry Pi, Arduino, датчики, двигатели и многое другое для применения и программирования (1815,00 руб.)

Стр.5

Стр.7

Стр.8

Стр.9

Стр.10

УДК 004.94 ББК 32.971.9 К12 К12 LEGO и электроника / пер. с нем. Е. А. Ледниковой. – М.: ДМК Пресс, 2020. – 300 с.: ил. Каффка Т. ISBN 978-5-97060-685-8 В этой книге вы узнаете, как с помощью электроники и программирования оживить ваши наборы LEGO. Вы сможете собрать роботов с помощью кирпичиков LEGO, использовать готовую модель LEGO или сконструировать проект из совсем иных деталей – главное, чтобы робот был достаточно большим для встраивания описанных электронных компонентов. Роботы приводятся в движение при помощи микрокомпьютеров Arduino и Raspberry Pi. Издание предназначено школьникам старших классов, их родителям, а также всем энтузиастам робототехники. УДК 004.94 ББК 32.971.9 First published as LEGO und Elektronik by Thomas Kaffka. © 1nd edition 2017 by MITP Verlag GmbH&Co, KG. All rights reserved. Published with arrangements made by Maria Pinto-Peuckmann, Literary Agency-World Copyright Promotion, Kaufering. Germany. Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. ISBN 978-3-95845-414-9 (нем.) ISBN 978-5-97060-685-8 (рус.) Copyright © 2017 mitp Verlags GmbH & Co. KG, Frechen © Оформление, издание, перевод, ДМК Пресс, 2020

Стр.5

Содержание Предисловие ..................................................................... 10 Введение ............................................................................ 12 1 2 3 6 Конструктор LEGO для сборки роботов .................. 20 1.1. Оснащение LEGO электронными компонентами .... 22 1.2. Изменяем собранную модель LEGO .......................... 26 Знакомство с Arduino Uno ........................................... 28 2.1. Устройство .................................................................. 28 2.2. Устанавливаем среду разработки .............................. 29 2.3. Интерфейс................................................................... 30 2.4. Исходный код программы для Arduino .................... 32 Знакомство с Raspberry Pi ........................................... 33 3.1. Устройство .................................................................. 33 3.2. Интерфейс GPIO ......................................................... 35 3.3. Задаем конфигурацию Raspberry Pi .......................... 37 3.4. Интерфейс программного обеспечения ................... 43

Стр.7

Содержание Сборка цепи ...................................................................... 52 4.1. Сборка датчика освещенности .................................. 53 4.2. Сборка линейного датчика ........................................ 54 4.3. Сборка датчика касания ............................................ 56 4.4. Сборка дополнительной платы для Arduino ............ 56 4.5. Сборка дополнительной платы для Raspberry Pi ..... 60 4.6. Сборка источника питания ........................................ 66 Использование моторов .............................................. 68 5.1. Моторы-редукторы .................................................... 68 5.2. Моторы LEGO .............................................................100 5.3. Задание и решение ....................................................107 Использование датчиков ............................................109 6.1. Реагирование на яркость ..........................................109 6.2. Измерение расстояний .............................................123 6.3. Обнаружение препятствий .......................................138 6.4. Обработка стороны света .........................................151 6.5. Задания и решения ...................................................157 Применение других компонентов ..........................161 7.1. Применение светодиодов .........................................161 7.2. Управление звуком ....................................................170 7.3. Распознавание цвета .................................................181 7.4. Воспроизведение музыки с помощью Raspberry Pi .......................................................................188 7.5. Вывод информации на ЖК-дисплей ........................190 7.6. Задания и решения ....................................................196 Робот, который не падает со стола и управляется с помощью Raspberry Pi .................198 8.1. Робот ...........................................................................199 8.2. Датчики ......................................................................202 8 7 4 5 6 7

Стр.8

Содержание 8.3. Программа .................................................................203 8.4. Параметризация ........................................................205 8.5. Программа для Arduino .............................................206 9 Выход из лабиринта с помощью экспертной системы и Arduino ........................................................208 9.1. Для начала немного теории ......................................208 9.2. Робот ...........................................................................211 9.3. Датчики ......................................................................214 9.4. Программа ................................................................218 9.5. Параметризация ........................................................224 9.6. Выход из лабиринта с помощью Raspberry Pi .........225 10 Робот, который следует по линиям благодаря нейронной сети под управлением Raspberry Pi ......................................................................226 10.1. Краткое введение в нейронную сеть ......................226 10.2. Робот .........................................................................228 10.3. Линейный датчик ....................................................231 10.4. Стандартная программа для следования по линиям .........................................................................231 10.5. Обучение следованию по линиям с помощью нейронной сети ............................................237 10.6. Следование по линиям с помощью нейронной сети ................................................................242 10.7. Робот, который следует по линиям и управляется с помощью Arduino .................................243 11 8 Дистанционное управление роботом с помощью Raspberry Pi ..............................................245 11.1. Робот .........................................................................245 11.2. Дистанционное управление с помощью приложения Raspberry SSH ..............................................247 11.3. Дистанционное управление посредством веб-сервера и PHP ............................................................251

Стр.9

Содержание 11.4. Усовершенствование робота ...................................256 11.5. Дистанционное управление роботом с помощью Arduino ..........................................................257 Сбор стаканчиков роботом под управлением Raspberry Pi и модуля BrickPi+ ..................................258 12.1. Робот .........................................................................259 12.2. Распознавание стаканчиков через камеру ............261 12.3. Другие датчики ........................................................262 12.4. Сбор стаканчиков ...................................................264 12.5. Параметризация программы .................................265 Модернизация имеющейся модели LEGO ............267 13.1. Робот под управлением Arduino .............................268 13.2. Робот под управлением Raspberry Pi ......................270 13.3. Датчики ....................................................................271 13.4. Перспективы ............................................................271 Приложение.....................................................................272 А.1. Небольшие фрагменты программ для отдельных компонентов ...........................................272 А.2. Язык программирования С(++) ................................276 А.3. Язык программирования Python .............................281 А.4. Справочник компаний-поставщиков .....................285 А.5. Настройка сервера VNC для Raspberry Pi ................286 А.6. О нейронной сети .....................................................287 Предметный указатель ................................................296 13 12 9

Стр.10