Spis treści

O autorze (11)

O korektorze merytorycznym (13)

Podziękowania (15)

Wstęp (17)

• Dla kogo jest ta książka? (17)
  
  • Wymagania wstępne (17)
  • Czy nie będzie dla Ciebie lepsze LEGO MINDSTORMS? (19)
  • Czy nie będą dla Ciebie lepsze roboty BEAM? (19)
  • Nie ma tu schematu zdalnie sterowanego robota zabójcy (19)
• Propozycje części (19)
• Zasady bezpieczeństwa (20)
• Preferencja systemu metrycznego (20)
• Aktualizacje i nowości (20)

Rozdział 1. Budowanie robota modułowego (21)

• Budowanie modułów (21)
  
  • Budować Rondo czy nie? (22)
  • Organizacja rozdziałów (22)
• Zapoznanie się z obróbką mechaniczną (23)
  
  • Wyposażenie Twojego warsztatu (23)
  • Miniaturowa frezarka (24)
• Łączymy wszystko ze sobą (27)
  
  • Grupowanie części mechanicznych (27)
  • Grupowanie osobnych modułów elektronicznych (28)
  • Montaż i testowanie robota (28)
• Wykorzystanie części i technik w innych robotach (28)

Rozdział 2. Porównanie dwóch typów samodzielnie wykonanych łączników silnika oraz często spotykane błędy (31)

• Porównanie dwóch technologii budowy łączników (32)
  
  • Przegląd łączników teleskopowych (32)
  • Porównanie łączników teleskopowych z łącznikami z pręta (33)
• Oczekiwane efekty wiercenia otworów w łączniku oraz częste błędy i ich skutki (33)
  
  • Łączenie otworu na śrubę ustalającą z otworem na wałek silnika (34)
  • Wyrównanie kątów i środków otworów (35)
• Gotowy do wykonania łącznika z pręta? (38)

Rozdział 3. Wykonanie uchwytu oraz wiercenie otworów w prętach na łączniki (39)

• Kompletowanie narzędzi i części (39)
• Przygotowanie kawałków prętów na łączniki (40)
  
  • Pomiar wałka silnika i osi (40)
  • Wybór pręta na łącznik (40)
  • Przycinanie prętów do odpowiedniej długości (42)
  • Wyrównywanie końców łączników (43)
  • Odkładamy przycięte pręty (45)
• Wykonanie uchwytu łącznika (45)
  
  • Wycinanie bloku uchwytu łącznika (46)
  • Wiercenie otworu na śrubę ustalającą (47)
  • Gwintowanie otworu na śrubę ustalającą (48)
  • Wiercenie otworu na pręt łącznika w uchwycie (49)
• Wykorzystanie uchwytu (54)
  
  • Powiększanie ciasnych otworów (54)
  • Dodanie śruby ustalającej do uchwytu łącznika (54)
  • Zmiana pozycji uchwytu łącznika (55)
• Wiercenie w łączniku otworów na wałek silnika i oś LEGO (55)
  
  • Wymieniaj wiertła, a nie pręty (57)
  • Prace wykończeniowe - spłaszczanie końców (58)
• Sprawdzenie postępów w wykonywaniu łącznika (58)

Rozdział 4. Kończymy wykonywanie łącznika silnika z pręta (59)

• Montaż śruby ustalającej łącznika (59)
  
  • Określanie położenia śruby ustalającej łącznika (59)
  • Wiercenie w łączniku otworu na śrubę ustalającą (60)
  • Gwintowanie otworu na śrubę ustalającą łącznika (61)
  • Wybór śruby ustalającej (62)
• Dodanie osi LEGO (63)
• Podsumowanie (65)

Rozdział 5. Zabudowanie silnika wewnątrz koła (67)

• Uwaga! Niebezpieczeństwo! Wygięte wałki na horyzoncie (68)
  
  • Prawidłowe napędzanie z podparciem (68)
• Wykonywanie łącznika piasty (69)
  
  • Dostosowanie zewnętrznej średnicy wałka silnika do wewnętrznej średnicy koła LEGO (69)
  • Zaczynamy od pręta łącznika (71)
  • Wykonywanie wewnętrznych i zewnętrznych dysków adaptera piasty (72)
  • Przygotowanie piast LEGO (82)
  • Dopasowanie i klejenie części (85)
• Podsumowanie (87)

Rozdział 6. Standardy stosowane w elektronice oraz przygotowanie do eksperymentów (89)

• Czytanie schematów (89)
  
  • Łączenie przewodów (90)
  • Wybór części (90)
  • Oznaczanie elementów (92)
  • Definiowanie zasilacza (96)
• Użycie płytki stykowej (97)
  
  • Wybór płytki stykowej (98)
  • Konfigurowanie płytki stykowej (98)
• Oscylogramy (102)
• Wykorzystanie nowoczesnej elektroniki (103)
  
  • Przeskoczenie bariery krzywej doświadczenia (103)
  • Unikanie przestarzałych technologii (103)
  • Użycie komponentów do montażu powierzchniowego (103)
• Podsumowanie (106)

Rozdział 7. Budowa zasilacza z liniowym stabilizatorem napięcia (107)

• Stabilizatory napięcia (107)
• Zasilacze z liniowym stabilizatorem napięcia (108)
  
  • Stabilizator napięcia 7805 (108)
  • Ulepszanie zasilacza przez obniżenie minimalnego wymaganego napięcia niestabilizowanego (113)
  • Inne ważne cechy liniowych stabilizatorów napięcia (122)
  • Zmiany na rynku ograniczają wybór liniowych stabilizatorów napięcia 5 V (126)
• Kurs na optymalizację (126)

Rozdział 8. Ulepszanie zasilacza robota (129)

• Użycie wejściowych i wyjściowych kondensatorów buforowych (130)
  
  • Wydłużanie żywotności baterii z wykorzystaniem kondensatorów buforowych (131)
  • Opóźnione wyłączanie z powodu użycia kondensatorów buforowych (131)
  • Użycie przełącznika DPDT do skrócenia czasu wyłączania (132)
  • Dobór kondensatorów buforowych (133)
  • Powiększanie marginesu bezpieczeństwa dla kondensatorów tantalowych (134)
• Kondensatorowe czary (134)
• Użycie kondensatorów blokujących (135)
  
  • Skracanie długiej ścieżki do źródła zasilania (136)
  • Izolowanie zakłóceń przy każdym źródle (137)
  • Dobór kondensatorów blokujących/odsprzęgających (137)
• Ochrona przed uszkodzeniami spowodowanymi przez zwarcia i przepięcia (137)
  
  • Decyzja, czy wymagane jest zabezpieczenie nadprądowe (137)
  • Zabezpieczanie z użyciem bezpiecznika topikowego (138)
  • Zabezpieczanie z użyciem bezpiecznika automatycznego (138)
  • Zabezpieczanie robotów przed zwarciami i przeciążeniami za pomocą półprzewodnikowych, samoresetujących się bezpieczników polimerowych (139)
• Zapobieganie uszkodzeniom spowodowanym przez przepięcia w obwodzie stabilizowanym (142)
  
  • Dioda Zenera (142)
  • Użycie diody Zenera do zwarcia zasilania w przypadku wystąpienia przepięcia (143)
  • Wybór odpowiedniego napięcia przebicia (145)
  • Zakup diody Zenera (145)
• Kompletujemy niezawodne źródło zasilania (145)

Rozdział 9. Sterowanie silnikiem (147)

• Po co nam sterownik silnika? (147)
  
  • Dostarczanie do silników wyższego napięcia, niż są w stanie dostarczyć układy logiczne (148)
  • Dostarczanie większego prądu, niż mogą zapewnić układy logiczne (148)
  • Błędy logiczne spowodowane zakłóceniami generowanymi przez silnik (148)
  • Zasilanie silnika z obwodu niestabilizowanego kontra stabilizowanego (149)
• Cztery tryby pracy silnika (149)
  
  • Obroty zgodne z kierunkiem ruchu wskazówek zegara (150)
  • Obroty przeciwne do kierunku ruchu wskazówek zegara (151)
  • Obroty swobodne (powolne wytracanie prędkości) (151)
  • Hamowanie (gwałtowne wytracanie prędkości) (151)
• Proste sterowanie z użyciem jednego tranzystora (152)
  
  • Obwód sterownika silnika z jednym tranzystorem bipolarnym NPN (153)
  • Budowa obwodu sterownika silnika z jednym tranzystorem bipolarnym NPN (156)
  • Obwód sterownika silnika z jednym tranzystorem bipolarnym PNP (157)
  • Budowa obwodu sterownika silnika z jednym tranzystorem bipolarnym PNP (158)
• Łączenie ze sobą sterownika NPN i PNP (159)
  
  • Budowa obwodu sterownika silnika z połączeniem obwodów NPN i PNP (159)
  • Unikanie zwarcia (160)
• Klasyczny bipolarny mostek H (161)
  
  • Obroty zgodne z kierunkiem ruchu wskazówek zegara z użyciem mostka H (162)
  • Obroty przeciwne do kierunku ruchu wskazówek zegara z użyciem mostka H (162)
  • Zwalnianie ruchu z wykorzystaniem hamulca elektronicznego mostka H (162)
  • Hamowanie wysokim napięciem (164)
  • Obroty swobodne z użyciem mostka H (165)
  • Pozostałe kombinacje w mostku H (165)
  • Konstruowanie klasycznego bipolarnego mostka H (166)
• Sterowanie stroną o wysokim napięciu (167)
  
  • Unikanie konwersji poziomów dzięki rezygnacji ze stabilizacji zasilania układów logicznych (167)
  • Rezygnacja z interfejsu dzięki zasilaniu mostka H napięciem stabilizowanym (168)
  • Interfejs do PNP z wykorzystaniem NPN (168)
  • Użycie scalonego interfejsu (171)
• Kontrola nad silnikiem (173)

Rozdział 10. Sterowanie silnikiem - druga runda (175)

• Sterowanie silnikami za pośrednictwem tranzystorów MOSFET (175)
  
  • Obwód sterownika silnika z jednym tranzystorem mocy MOSFET z kanałem n (176)
  • Doprowadzanie domyślnego napięcia z wykorzystaniem rezystora (178)
  • Uzupełnianie obwodu sterownika silnika z jednym tranzystorem mocy MOSFET z kanałem n o rezystor obniżający (182)
  • Budowa obwodu sterownika silnika z jednym tranzystorem mocy MOSFET z kanałem n i rezystorem obniżającym (183)
  • Obwód sterownika silnika z jednym tranzystorem mocy MOSFET z kanałem p (184)
  • Budowa obwodu sterownika silnika z jednym tranzystorem mocy MOSFET z kanałem p (184)
  • Mostek H z tranzystorami mocy MOSFET (185)
  • Dobór tranzystorów mocy MOSFET (191)
• Sterowanie silnikami z wykorzystaniem układów scalonych (195)
  
  • Marzenia o ideale (195)
  • Zastosowanie układu z rodziny 4427 jako samodzielnego sterownika silnika (196)
  • Użycie klasycznego bipolarnego mostka H w układzie scalonym (199)
  • MC33887 - zaawansowany sterownik silnika z mostkiem H MOSFET (201)
• Ocena sterowników silników (207)
  
  • Ocena wydajności prądowej sterowników silników (208)
  • Ocena efektywności sterowników silników (210)
• Podsumowanie (212)

Rozdział 11. Tworzenie modulowanego, używającego podczerwieni detektora przeszkód, przeciwników i ścian (213)

• Wykrywanie modulowanej fali podczerwonej za pomocą popularnego modułu lub inny powód przejęcia pilota (214)
  
  • Układ Panasonic PNA4602M (214)
  • Podłączamy układ Panasonic PNA4602M (215)
  • Testowanie układu Panasonic PNA4602M (215)
• Rozszerzenie obwodu wykrywającego o wskaźnik LED (217)
  
  • Dodanie układu inwertera 74AC14 do sterowania diodą LED (218)
  • Przegląd obwodu wskaźnika (218)
• Kończymy układ wykrywania fali odbitej (221)
  
  • Przegląd pełnego schematu detektora odbić (221)
  • Budowa detektora odbić na płytce stykowej (222)
• Uruchamianie (228)

Rozdział 12. Dostrajanie detektora odbić (229)

• Dostrajanie do 38 kHz (229)
  
  • Wybór połowy zakresu pomiędzy początkiem a końcem reakcji na odbitą falę (230)
  • Użycie multimetru z trybem pomiaru częstotliwości (233)
  • Użycie oscyloskopu (233)
  • Przyczyny zastosowania inwertera z wejściami Schmitta (234)
  • Diagnozowanie problemów występujących w obwodach taktujących (234)
• Ograniczenia detektora odbić (236)
  
  • Brak działania na otwartej przestrzeni lub przy jasnym świetle (236)
  • Brak możliwości wykrycia określonych rodzajów obiektów (237)
  • Brak możliwości wykrycia dalekich lub bardzo bliskich obiektów (237)
  • Brak możliwości pomiaru odległości (240)
• Jesteś gotowy do zbudowania robota (240)

Rozdział 13. Robot Rondo (241)

• Robot Rondo (242)
• Rzut oka na robota Rondo z boków (242)
• Rondo z góry i z dołu (243)
• Obwody elektroniczne robota Rondo (243)
• Wykonywanie obudowy robota Rondo (248)
• Problemy z dostępnością silników z przekładniami (248)
• Pożądane cechy robota (250)
• Projektowanie korpusu robota (250)
• Budowa centralnej platformy dla robota Rondo (255)
• Mechanizm silników robota Rondo (256)
• Wybór zębatek LEGO (259)
• Osiąganie fizycznych ograniczeń ruchomych części LEGO (262)
• Wykonywanie uchwytów na silniki robota Rondo (262)
• Podsumowanie budowy robota Rondo (272)

Rozdział 14. Jazda próbna robota Rondo (273)

• Przygotowanie do jazdy próbnej (273)
  
  • Ustawienie wszystkich elementów regulowanych na średnie lub bezpieczne pozycje (273)
  • Testowanie modułów jeden po drugim (274)
  • Pomiar rezystancji kompletnego obwodu (274)
  • Umieszczanie robota na podnośniku (276)
  • Sprawdzanie napięcia i polaryzacji baterii (276)
  • Kontrola poboru prądu w czasie włączania obwodu (277)
• Przygotowanie robota i korygowanie niewielkich błędów (278)
  
  • Dostrajanie detektora odbić pracującego w podczerwieni (278)
  • Przełączanie dwukolorowej diody LED (278)
  • Testowanie sensorów (278)
  • Podłączanie silników (279)
• Ocena osiągów robota Rondo (279)
  
  • Problemy napotykane w czasie jazdy próbnej (279)
  • Testowanie wszystkich manewrów robota (282)
  • Wyzwania dla robota Rondo (283)
• Utknąłem (285)
  
  • Spacer pijaka (285)
  • Spacer robota Rondo (286)
  • Ograniczenie niejednoznaczności wykrycia (287)

Rozdział 15. Chciałbym mieć mózg (293)

• Przykładowy mikrokontroler Atmel ATtiny84 (293)
• Porównanie mikrokontrolera z układem logicznym (294)
  
  • Wybór układu logicznego zamiast mikrokontrolera (294)
  • Wybór mikrokontrolera zamiast układu logicznego (295)
• Programowanie mikrokontrolera (296)
  
  • Zapisywanie programów (296)
  • Określanie wielkości programu (296)
  • Pisanie programów (297)
  • Praca bez użycia .NET (297)
  • Kompilowanie i przesyłanie programu (298)
  • Debugowanie programu (298)
• Przegląd wspólnych funkcji mikrokontrolerów (302)
  
  • Obudowy mikrokontrolerów (303)
  • Wyprowadzenia mikrokontrolera (303)
  • Pamięć mikrokontrolera (309)
  • Rozmiar instrukcji mikrokontrolera (311)
  • Złożoność instrukcji mikrokontrolera (311)
  • Szybkość mikrokontrolera (312)
  • Specjalne zegary nadzorujące (315)
  • Moduł nadzorujący dla niskiego napięcia (315)
• Wybór mikrokontrolera (316)
  
  • Brakuje mi... (316)
  • Rekomendacja 8-bitowych mikrokontrolerów Atmel AVR (317)
  • Rekomendacja zestawu Parallax Basic Stamp (317)
  • Po prostu zapytaj (318)
• Rozbudowa robota (318)

Rozdział 16. Budowa karty rozszerzającej dla robota Rondo (319)

• Przekształcenie w konfigurację dwupiętrową (319)
  
  • Podłączanie do gniazda DIP (321)
  • Problemy z dostępem do płyty głównej (328)
  • Osłanianie detektorów odbić podczerwieni (330)
• Przechwytywanie sygnałów - poznaj nowego szefa (331)
  
  • Zachowanie przydatnych funkcji (331)
  • Przekierowanie sygnałów wykrycia podczerwieni (331)
  • Wykrywanie i przerywanie stanu zatrzymania (332)
  • Przekierowanie silników i elementów bipolarnych (332)
  • Zapewnienie (niemal) kompletnej kontroli (332)
• Rozszerzanie zakresu funkcji (333)
  
  • Przegląd wyprowadzeń mikrokontrolera (333)
  • Zasilanie mikrokontrolera (333)
  • Wykrywanie ścian i przeszkód (334)
  • Sterowanie silnikami i diodami dwukolorowymi (334)
  • Sterowanie dwukolorowymi diodami LED (334)
  • Odczyt stanu przycisku (335)
  • Udostępnianie opcji za pomocą przełączników DIP (337)
  • Generowanie muzyki (338)
  • Pozostałe wyprowadzenia dostępne dla rozszerzeń (339)
• Ulepszanie robota (340)

Rozdział 17. Dodajemy moduł sensora podłogi (341)

• Wykrywanie jasności za pomocą fotorezystora (341)
  
  • Konwersja zmiennej rezystancji na zmienne napięcie z użyciem dzielnika napięcia (342)
  • Odpowiedź fotorezystora jest nieliniowa (345)
  • Określanie rozrzutu pomiędzy fotorezystorami (347)
  • Szybkość wzrostu i spadku rezystancji (348)
  • Ponowne użycie zrównoważonego obwodu odczytu jasności (348)
• Wykrywanie jasności za pomocą fotodiody (348)
  
  • Układ wykrywania odbicia światła od podłogi (349)
  • Budowa układu wykrywania odbicia światła od podłogi (350)
• Podążanie za linią (355)
  
  • Autodetekcja jasności linii (355)
  • Odczyt wartości sensora podłogi (356)
  • Odwracanie wartości czujnika (356)
  • Podążanie za ciemną linią (356)
  • Centrowanie ciemnej linii (357)
  • Ulepszanie algorytmu podążania za linią (357)
• Zawody robotów sumo (357)
  
  • Przystosowanie robota Rondo do zawodów sumo (358)
  • Zmiana strategii z wykorzystaniem przełączników DIP (359)
• Rosnące możliwości (359)

Rozdział 18. Gotujemy gulasz z robota (361)

• Generowanie muzyki (361)
  
  • Obwód dźwiękowy (362)
  • Budowa obwodu dźwiękowego (362)
  • Regulacja siły dźwięku (362)
  • Sterowanie głośnikiem (363)
  • Podglądanie dźwięku (364)
  • Odtwarzanie nuty (365)
  • Odtwarzanie muzyki (365)
• Skalowanie w górę (367)
  
  • Tworzenie podwójnej platformy (367)
  • Ulepszone poruszanie się robota (367)
  • Zapewnienie odstępu między platformami za pomocą własnoręcznie wykonanych tulejek dystansowych (368)
  • Szczeliny na koła (369)
  • Podparcie obu końców osi (369)
• Montaż silników (370)
  
  • Montaż z wykorzystaniem kątownika (370)
  • Oszczędzanie miejsca przez użycie przekładni prostopadłej (373)
  • Adaptacja wałka silnika o małej średnicy oraz zintegrowany uchwyt zgodny ze standardami LEGO (374)
• Eksploracja terenów nasłonecznionych (378)
  
  • Wybór kół do płynnej jazdy (378)
  • Wykrywanie przeszkód (379)
• Chwilowe wejście w buty robota (382)
  
  • Dodanie do robota bezprzewodowej kamery wideo (383)
  • Eksploracja pomieszczeń z bezprzewodowym wideo (384)
  • Spojrzenie na siebie w bezprzewodowym wideo (384)
• Dziękuję (384)

Dodatek. Źródła internetowe (385)