Samodzielne budowanie robotów wydaje się czymś bardzo trudnym, wymagającym
imponującej wiedzy z tak skomplikowanych dziedzin, jak fizyka, informatyka czy
elektronika. Warto wiedzieć, że to nie do końca prawda. Robotyka może być niezwykle
inspirującą pasją, pozwalającą obudzić w sobie ducha prawdziwego wynalazcy, a
zrozumienie teoretycznych podstaw najszybciej rodzi się w procesie samodzielnego
budowania robota. Sprawdź sam!
W poszczególnych rozdziałach przedstawiono kolejne etapy budowy prostego robota i
uzupełniono je o charakterystykę poszczególnych komponentów oraz opis ich
funkcjonowania. Znajdziesz tu przydatne tabele z danymi, wskazówki dotyczące rozwiązań
konstruktorskich, a także niezbędne podstawy teoretyczne — dzięki temu nie trzeba
martwić się brakiem wiedzy. Po przeczytaniu tego podręcznika będziesz mógł zabrać
się za bardziej skomplikowane projekty!
Najważniejsze zagadnienia omówione w książce:
O autorze (17)
Podziękowania (19)
Wprowadzenie (21)
Rozdział 1. Witaj, twórco robotów! (23)
- Cztery dziedziny (23)
- Anatomia amatorskiego robota (24)
- Układy sterujące (25)
- Zasilanie elektryczne (25)
- Czujniki (27)
- Napęd i interakcja z otoczeniem (28)
- Pozostałe elementy (29)
- Korpus (30)
- Proces budowy (31)
- Kawałek po kawałku (31)
- Tworzenie komponentów (31)
- Wyluzuj i baw się dobrze (32)
- Znajdź towarzyszy i pomoc (32)
- Dalej w las (33)
Rozdział 2. Gdzie zdobyć narzędzia i podzespoły (35)
- Zamów bezpłatne informacje (35)
- Odczytaj ukryte informacje (37)
- Zwróć uwagę na tabele (37)
- Licz części (37)
- Porównuj ceny (37)
- Oszczędzaj pieniądze (38)
Rozdział 3. Zasady bezpieczeństwa (41)
- Korzystaj z wieku i doświadczenia (41)
- Przestrzegaj instrukcji (41)
- Czytanie etykiet na środkach chemicznych (42)
- Noś okulary ochronne (42)
- Zawieszaj okulary albo kładź szkłem do góry (43)
- Używaj ubrań ochronnych (43)
- Zapewnij właściwą wentylację (43)
- Właściwie przechowuj materiały i narzędzia (44)
- Informuj o tym, co robisz i czego używasz (44)
- Umyj się przed jedzeniem (44)
- Unikaj groźnych substancji (44)
- Ołów (45)
- Rtęć (45)
- Kadm (46)
- Kupuj bezpieczne części z oznaczeniem RoHS (46)
- Porażenia (47)
- Prąd stały czy prąd przemienny (47)
- Używaj akumulatorków i firmowych ładowarek (47)
- Użycie bezpieczników automatycznych i wyłączników różnicowoprądowych (48)
- Zadbaj o uziemienie (49)
- Odłączaj zasilanie (49)
- Trzymaj się z daleka od niebezpiecznych robotów (50)
- Dobierz rozmiar silników (50)
- Dobierz oświetlenie (50)
- Bądź wypoczęty i zrównoważony (51)
Rozdział 4. Uniwersalny miernik cyfrowy (53)
- Niezbędne cechy (54)
- Powinien to być miernik cyfrowy (54)
- Ilość wyświetlanych cyfr (54)
- Pomiar napięcia stałego (55)
- Pomiar prądu stałego (55)
- Pomiar rezystancji (55)
- Końcówki lub wyprowadzenia testowe (55)
- Bezpiecznik lub zabezpieczenie przed przeciążeniem (55)
- Przydatne cechy (56)
- Pomiar pojemności (56)
- Badanie diod (56)
- Badanie ciągłości obwodu (56)
- Pomiar częstotliwości (56)
- Pomiar wypełnienia przebiegu (57)
- Automatyczny dobór zakresów (57)
- Automatyczne wyłączanie (58)
- Pomiar tranzystorów (58)
- Podwójny wyświetlacz (58)
- Pomiar wartości maksymalnej (58)
- Pomiar wartości minimalnej (59)
- Podstawka (59)
- Dodatkowe cechy (59)
- Pomiar indukcyjności (59)
- Interfejs komunikacyjny RS-232 lub USB (59)
- Funkcja oscyloskopu (60)
- Podświetlenie (60)
- Stoper (miernik) szerokości impulsu (60)
- Pomiar temperatury (60)
- Pomiar natężenia dźwięku (61)
- Licznik zdarzeń (61)
- Wskaźnik paskowy (61)
- Zatrzymanie wartości pomiaru (61)
- Podtrzymanie odczytu (61)
- Pomiar stanów logicznych (61)
- Pamięć pomiarów (62)
- Pomiar względny (62)
- Pomiar przesunięcia (62)
- Wykrywanie przekroczenia zadanego poziomu (62)
- Uchwyt lub gumowa osłona (62)
- Funkcje dotyczące prądu przemiennego (63)
- Pomiar napięcia przemiennego (63)
- Pomiar "True RMS" (prawdziwej wartości skutecznej) (63)
- Pomiar prądu przemiennego (63)
- Zdobądź zaciski haczykowe (63)
- Porównanie konkretnych mierników (64)
- Możliwości taniego miernika (64)
- Możliwości miernika ze średniej półki (66)
- Możliwości miernika klasy wyższej (67)
- Porównanie cen i możliwości (69)
- Inne mierniki (69)
- Nie pracuj bez miernika (69)
Rozdział 5. Wartości i jednostki (71)
- Wybór systemu metrycznego (71)
- Pozbywanie się potęg tysiąca (71)
- "M" i "m" (73)
- Alternatywa dla greckiego "mikro" (73)
- Skróty dla jednostek (74)
- Gdy brakuje miejsca (74)
- Określanie brakującej jednostki (75)
- Rozkodowanie trzech cyfr (76)
- Zamiana kolorów na wartości (76)
- Określenie wartości elementu przy użyciu miernika cyfrowego (78)
- Omówiłem podstawy (78)
Rozdział 6. Robot podążający wzdłuż linii (79)
- Budowa trasy (80)
- Powierzchnia trasy (80)
- Oświetlenie trasy (80)
- Linia wyznaczająca trasę (80)
- Zakręty i przecięcia linii (82)
- Budowa trasy - podsumowanie (83)
- Wybór rozmiaru robota (83)
- Przedstawiam "Kanapkę" (84)
- Anatomia "Kanapki" (84)
- Korpus "Kanapki" (89)
- Budowa (92)
Rozdział 7. Baterie i akumulatorki 9-woltowe (93)
- Pomiar napięcia baterii (94)
- Przygotowanie miernika do pomiaru napięcia (94)
- Interpretacja wyników pomiaru (95)
- Charakterystyka baterii i akumulatorków 9-woltowych (96)
- Zalecenia dla ogniw 9-woltowych (97)
- Polecane ogniwa (97)
- Niepolecane ogniwa (100)
- Marki i producenci ogniw (101)
- Użycie ogniw 9-woltowych w robotach (102)
- Idźmy z prądem (103)
Rozdział 8. Zaciski i końcówki pomiarowe (105)
- Krokodyle są dziś głodne (105)
- Zaciski haczykowe (106)
- Sprawdzanie przewodów pomiarowych (107)
- Ustawienie trybu pomiaru ciągłości obwodów (107)
- Test otwartego obwodu (108)
- Test zamkniętego obwodu (109)
- Test połączenia przewodem mostkującym z krokodylkami (109)
- Wykrywanie niepożądanych połączeń (110)
- Hydraulik z kabelkami (111)
Rozdział 9. Rezystory (113)
- Ograniczanie napięcia i prądu za pomocą rezystorów (113)
- Zdobądź zestaw rezystorów o różnych wartościach (114)
- Dlaczego ważny jest rozmiar i tolerancja (114)
- Wycinanki (115)
- Zaopatrz się w cążki do cięcia przewodów (115)
- Rezystancja i omy (116)
- Pomiar rezystancji (117)
- Interpretacja wartości rezystancji wyświetlanej przez miernik (117)
- Poznaj zakresy pomiarowe rezystancji (118)
- Sprawdzanie wartości rezystora on-line (119)
- Oznaczanie i przechowywanie (119)
- Zdobądź pojemniki na części (120)
- Powstrzymaj pokusę, aby kawałek przeskoczyć (120)
Rozdział 10. Diody świecące (LED) (121)
- Cechy diod świecących (121)
- Rozmiary diod świecących (121)
- Kształty diod świecących (123)
- Przejrzystość obudowy diody (124)
- Kąty widzenia (125)
- Kolory diod (125)
- Jasność diod świecących (126)
- Sprawność diod świecących (127)
- Spojrzenie z bliska na budowę diody (127)
- Rozróżnianie diod wielokolorowych (128)
- Diody dwukolorowe (129)
- Diody trójkolorowe lub trójstanowe (129)
- Diody pełnokolorowe (129)
- Sprawdzanie diod świecących (130)
- Przygotowanie miernika do badania diody (130)
- Interpretacja wyników badania diody świecącej (131)
- Diody w zestawach (132)
- Rozświetlamy drogę (133)
Rozdział 11. Włączamy zasilanie! (135)
- Poznajemy listę elementów (135)
- Sprawdzanie części przed montażem (135)
- Czytanie schematów elektrycznych (136)
- Budujemy obwód wskaźnika zasilania (137)
- Czy widzisz światło? (138)
- Kilka eksperymentów z obwodem wskaźnika zasilania (138)
- Zadania każdego z elementów (138)
- Pomiary obwodu wskaźnika zasilania (138)
- Pomiar napięcia w obwodzie (139)
- Pomiar prądu (142)
- Obliczanie żywotności baterii (143)
- Nie próbuj mierzyć napięcia z przewodem włożonym do gniazda do pomiaru prądu (146)
- Podsumowanie wiedzy o obwodach (147)
Rozdział 12. Budowa prototypów bez lutowania (149)
- Potrzeba czegoś lepszego (149)
- Płytki montażowe niewymagające lutowania (149)
- Połączenia w otworkach (150)
- Gniazda przyłączeniowe (154)
- Płytki stykowe wysoce pożądane (155)
- Przewody do pracy z płytkami stykowymi (156)
- Wybór przewodów mostkujących (157)
- Jak zrobić własne przewody mostkujące (159)
- Usuwanie izolacji z końcówek przewodu (159)
- Przycięcie przewodu do odpowiedniej długości (160)
- Zagięcie końcówek przewodu (161)
- Połączenia (163)
Rozdział 13. Przygotowanie płytki prototypowej do pracy (165)
- Rozważania na temat źródła zasilania (165)
- Zatrzaski do baterii 9 V (166)
- Podłączenie zasilania do gniazd przyłączeniowych (166)
- Wybór wyłącznika zasilania (167)
- Co oznacza SPDT? (168)
- Montaż wyłącznika zasilania na płytce prototypowej (169)
- Połączenie szyn zasilających (169)
- Dopasowanie końcówek pomiarowych miernika przy użyciu przewodu mostkującego (170)
- Podłączanie dolnej szyny zasilającej (171)
- Podział na środku (171)
- Montaż diodowego wskaźnika zasilania (171)
- Pomiar napięcia w wybranych punktach (172)
- Przycinanie wyprowadzeń (173)
- Cała prawda o wyłączniku zasilania robota (173)
- Gotowi na więcej? (174)
Rozdział 14. Rezystory zmienne (175)
- Potencjometry (175)
- Potencjometr dostrojczy (176)
- Obracanie pokrętła (177)
- Zakup trymerów (177)
- Pomiary potencjometru (177)
- Obwód z diodą świecącą o regulowanej jasności (179)
- Budowa obwodu z diodą świecącą o regulowanej jasności (180)
- Obwód równoważenia jasności diod (180)
- Budowa obwodu pozwalającego na zrównoważenie jasności diod (181)
- Fotorezystory na bazie siarczku kadmu (182)
- Wybór fotorezystorów (182)
- Doświadczenie z fotorezystorem (183)
- Obwód sterowany światłem (183)
- Zrównoważony układ odczytu jasności (184)
- Lista elementów (184)
- Czujniki w parach (184)
- Dobieranie fotorezystorów (185)
- Potencjometr do równoważenia rezystancji (186)
- Rezystor ograniczający prąd (186)
- Punkty testowe (186)
- Zamiana rezystancji na napięcie przy użyciu dzielnika napięcia (189)
- Budujemy zrównoważony układ odczytu jasności (189)
- Niemożność zbalansowania układu odczytu jasności (190)
Rozdział 15. Komparatory (191)
- Komparator napięciowy (191)
- Analiza układu LM393 (192)
- Zakup komparatorów (194)
- Obwód porównywania jasności z komparatorem (195)
- Porównanie schematu elektrycznego z diagramem połączeń (195)
- Oznaczenia elementów (196)
- Rysowanie połączonych i niepołączonych przewodów (196)
- Zasada działania obwodu porównywania jasności z komparatorem (196)
- Lista elementów obwodu porównywania jasności z komparatorem (197)
- Budowa obwodu porównywania jasności opartego na komparatorze (197)
- Dodajemy reflektory (200)
- Działanie obwodu reflektorów z dwiema diodami LED (200)
- Budowa obwodu reflektorów (202)
- Powtarzamy sztuczkę z połączeniem kilku diod (202)
- Doceniamy prostotę (203)
Rozdział 16. Przełączniki tranzystorowe (205)
- Czym jest "plus" i "minus" zasilania (206)
- Poznajemy tranzystor 2907A (206)
- Badanie miernikiem tranzystora bipolarnego (207)
- Badanie miernikiem wyposażonym w gniazdo pomiaru tranzystorów (208)
- Badanie tranzystora, gdy nie posiadasz noty katalogowej (210)
- Badanie tranzystora miernikiem wyposażonym jedynie w tryb badania diod (211)
- Obwody pomiarowe dla tranzystorów bipolarnych (212)
- Schemat obwodu do badania tranzystorów PNP (212)
- Budowa obwodu do badania tranzystorów PNP (213)
- Schemat obwodu do badania tranzystorów NPN (214)
- Budowa obwodu do badania tranzystorów NPN (215)
- Obwód porównywania jasności z tranzystorami (216)
- Obliczanie wartości rezystorów ograniczających (216)
- Budowa obwodu porównywania jasności z komparatorem i tranzystorami (218)
- Podsumowanie informacji o tranzystorach PNP i NPN (218)
Rozdział 17. Silniki prądu stałego (219)
- Zasada działania silnika prądu stałego (219)
- Rzut oka do wnętrza komutatorowego silnika prądu stałego z magnesami trwałymi i
żelaznym rdzeniem (220)
- Zaglądamy do wnętrza silnika bezszczotkowego (223)
- Budowa silnika komutatorowego z magnesem trwałym, ale bez rdzenia (225)
- Prosty obwód z silnikiem prądu stałego (226)
- Wybór silnika (226)
- Wybór baterii (227)
- Budowa prostego obwodu z silnikiem prądu stałego (227)
- Podstawowe parametry silników prądu stałego (228)
- Prędkość obrotowa silników prądu stałego (229)
- Moment obrotowy silników (231)
- Charakterystyka napięciowa silnika prądu stałego (234)
- Charakterystyka prądowa silnika prądu stałego (235)
- Sprawność silnika prądu stałego (238)
- Głośność silnika (239)
- Zakłócenia (szumy) elektryczne wnoszone przez silnik prądu stałego (239)
- Ciężar silników elektrycznych (240)
- Wymiary silników (240)
- Podsumowanie właściwości silników prądu stałego (241)
- Silniki z przekładnią (241)
- Budowa silnika z przekładnią zębatą (242)
- Współczynnik przełożenia przekładni (243)
- Niedoskonałość zamiany prędkości na moment obrotowy (245)
- Wady stosowania przekładni (245)
- Porównanie przekładni planetarnych i zębatych (246)
- Dobór silnika z przekładnią (247)
- Co dalej? (247)
Rozdział 18. Dodajemy silniki z przekładnią (249)
- Wybór silnika z przekładnią (249)
- Zakup silników z przekładnią (250)
- Badamy silnik z przekładnią (251)
- Dodajemy silniki do naszego obwodu porównywania jasności z komparatorem (253)
- Poznajemy diodę (254)
- Dołączenie silników do obwodu porównywania jasności (255)
- Zakończyliśmy część elektroniczną (257)
Rozdział 19. Koła (259)
- Budowa koła (259)
- Cechy kół robota (260)
- Wypełnienie powietrzem (260)
- Kształty opon (261)
- Szerokość opon (261)
- Średnica opony (263)
- Wybieramy koła dla robota (265)
- Wybór kół dla "Kanapki" (266)
- Określenie minimalnej i maksymalnej średnicy kół (266)
- Określanie maksymalnej średnicy w zależności od prędkości (268)
- Mój wybór kół dla robota "Kanapki" (268)
- Wybór innych kół dla "Kanapki" (270)
- Czyszczenie opon (272)
- Na kołach do przodu (273)
Rozdział 20. Łączniki (275)
- Inne rozwiązania (275)
- Ręczne wykonanie łączników (276)
- Drukowanie łączników za pomocą drukarki 3D (276)
- Rurki (276)
- Wybór materiału na rurkę (276)
- Zakup rurek o odpowiednich rozmiarach (277)
- Mierzenie i cięcie rurek (279)
- Określanie i oznaczanie długości rurek (279)
- Cięcie rurek (279)
- Szlifowanie uciętej krawędzi (282)
- Testowanie uciętych kawałków (282)
- Osie krzyżakowe LEGO (283)
- Wybór osi o odpowiedniej długości (283)
- Zakup osi krzyżakowych z klocków LEGO (284)
- Klejenie części łącznika (284)
- Rozklejanie się elementów (284)
- Montaż wkrętu dociskowego (286)
- Oznaczanie miejsca do wywiercenia otworu na wkręt dociskowy (286)
- Stojak do wiertarki (286)
- Wiercenie otworu na wkręt dociskowy (288)
- Gwintowanie otworu (288)
- Wkładanie wkrętu dociskowego (289)
- Wspaniały łącznik (289)
Rozdział 21. Sprzęt do lutowania (291)
- Drut do lutowania (292)
- Topnik (293)
- Lutownica (293)
- Podstawka pod lutownicę (295)
- Gąbka (295)
- Uchwyt pomocniczy (296)
- Odsysacze do cyny (297)
- Lutowanie krok po kroku (298)
- Do biegu gotowi: lutujemy (298)
Rozdział 22. Lutowanie i łączenie (299)
- Montaż silników i przełączników (299)
- Montaż silników (300)
- Montaż przełącznika trybu śledzenia linii (311)
- Obwód diodowego oświetlenia "komory silników" (315)
- Kończenie pracy (317)
- Lutowanie (318)
Rozdział 23. Finalny montaż elementów na płytce (319)
- Układ śledzenia linii (319)
- Optymalizacja wydajności działania robota (321)
- Lutowanie punktowe a lutowanie na płytce drukowanej (322)
- Lutowanie punktowe układu śledzenia linii (324)
- Testowanie układu robota (330)
- Uwaga na niską rezystancję (330)
- Nieprzylutowane wyprowadzenia (331)
- Sprawdź wszystkie wyprowadzenia podłączone bezpośrednio do dodatniego źródła
napięcia (331)
- Pomiar rezystancji całego obwodu (331)
- Pomiar spadku napięcia (333)
- Podgrzewanie spoin z lutowia (333)
- Wstrzymaj oddech (334)
Rozdział 24. Korpus, czyli obudowa (335)
- Wybór obudowy (335)
- Bujanie w obłokach, czyli wymyślanie obudowy idealnej (335)
- Sprowadzenie na ziemię, czyli szukanie dostępnych części (335)
- Projektowanie własnej obudowy (336)
- Drukowanie w trójwymiarze (338)
- Korzystanie z gotowych produktów (338)
- Obudowa z pojemnika na kanapki (339)
- Wycinanie otworów na silniki (339)
- Montowanie silników (342)
- Montaż rurki podtrzymującej silniki (344)
- Montaż silników i rurki (348)
- Montaż przełączników i oprawki baterii (348)
- Montaż płytki układu (350)
- Wiercenie otworów na potencjometry (354)
- Wycinanie okna w wieczku pojemnika (354)
- Czynności końcowe (355)
- Zwarty i gotowy (355)
Rozdział 25. Uruchamianie robota (357)
- Poprawki i dostrajanie (357)
- Oględziny (357)
- Próbne uruchomienie - jazda po prostej linii (361)
- Rozwiązywanie typowych problemów (361)
- Czy on jedzie prosto? (365)
- Dziewicza podróż (367)
- Rozwiązywanie problemów ze sterowaniem (367)
- Możliwości udoskonalania (368)
- Zabezpieczenie przed niepoprawnym podłączeniem baterii (368)
- Zapobieganie przepięciom przy użyciu kondensatorów (369)
- Poprawianie podążania za linią (370)
- Podsumowanie (372)
Rozdział 26. Prostsza, mniejsza i tańsza "Kanapka" (373)
- Modyfikacja modułu czujników (373)
- Zmniejszanie rezystancji czujnika światła (373)
- Jazda po linii prostej (375)
- Modyfikacja czy tworzenie od podstaw? (375)
- Redukcja kosztów i zwiększenie możliwości (375)
- Mniejsze obudowy (378)
- Zwiększanie funkcjonalności (380)
- Redukcja kosztów (381)
- Ciągłe zmiany (383)
Rozdział 27. Dalszy rozwój (385)
- Części do robotów (385)
- Układy logiczne (385)
- Mikrokontrolery (386)
- Stabilizatory napięcia (387)
- Kondensatory (389)
- Wykorzystanie energii słonecznej (390)
- Drabinki rezystorów (391)
- Przyciski (392)
- Przełączniki DIP (392)
- Zworki (393)
- Czujnik nachylenia (394)
- Czujniki temperatury (394)
- Czujniki dotyku (395)
- Wykrywanie przedmiotów i zdalne sterowanie za pomocą podczerwieni (395)
- Czujnik odległości i przedmiotów (396)
- Oscylatory i rezonatory kwarcowe (397)
- Dźwięk (397)
- Przekaźniki (398)
- Koła zębate (399)
- Serwomechanizmy (400)
- Kodery, czyli mierzenie prędkości obrotowej kół (400)
- Wyświetlacze (401)
- Bezprzewodowe sterowanie i przesyłanie danych (402)
- Codzienne wyzwania (402)
- Robot do podlewania kwiatów (402)
- Wózek na kompost (403)
- Robot śmieciarz (403)
- Robot do mycia okien (403)
- Dachowy dozorca (403)
- Miniaturowy pług do odśnieżania (403)
- Pogromca ślimaków (404)
- Robot listonosz (404)
- Zawody (404)
- Robocomp (404)
- Cybairbot (404)
- Robotic Arena (404)
- PozRobot (405)
- Cały świat możliwości (405)
Dodatek A (407)
- Magiczne prawo Ohma (407)
- Prawo Ohma pomaga dobierać rezystory ograniczające (408)
- Pomoc w określeniu natężenia prądu na podstawie napięcia (408)
- Klucz do prawa Ohma (409)
- Dalsze skutki prawa Ohma (409)
- Rzeczy, które niechcący popsułem, pracując nad tą książką (410)
- W którą stronę podłączyłem baterię 9 V? (410)
- Stopione przełączniki (410)
- Strzelające bezpieczniki w mierniku (411)
- Niech mnie, znowu! (412)
- Właściwe nazewnictwo napięć (412)
- Masa zamiast "minusa" zasilania (413)
- V z podwójnymi literami (413)
Dodatek B (415)
- Rozpoczynamy pracę z drukarką 3D (415)
- Niezbyt daleki skok (416)
- Szybkie nanoszenie poprawek (417)
- Drukowanie złącza silnika (417)
- Projektowanie komponentu (417)
- Przygotowania do druku (420)
- Drukowanie w trójwymiarze (421)
- Kończenie pracy nad złączem (421)
- Drukowanie kół (422)
- Tworzenie bieżnika (423)
- Kompromis - połączenie dwóch projektów (424)
- Projektowanie obudowy robota (425)
- Zrób to sam (427)
Skorowidz (429)
