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Arduino自動小車最佳入門與應用：打造輪型機器人輕松學

( 簡體 字)
作者：楊明豐類別：1. -> 電腦組織與體系結構 -> 單晶片 -> Arduino
譯者：
出版社：清華大學出版社Arduino自動小車最佳入門與應用：打造輪型機器人輕松學 3dWoo書號： 46762
詢問書籍請說出此書號！

【缺書】
NT售價： 345 元

出版日：5/1/2017
頁數：256
光碟數：0
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印刷：全彩印刷語系： ( 簡體 版 )
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ISBN：9787302468363
作者序　|　譯者序　|　前言　|　內容簡介　|　目錄　|　序
(簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證)
作者序：

譯者序：

前言：

在英、美、日、德等工業發達的國家中，工業型機器人（Robot）早已成為自動化生產的主角。除了工業型機器人外，服務型機器人也開始應用于國防、救災、醫療、運輸、農用、建筑等領域。機器人是集機械、電子、電機、控制、計算機、傳感、人工智能等多種先進科學技術的產品。隨著機器人工業的興起，對于程序設計、嵌入系統、材料零部件、機電集成等研發人才的需求也與日俱增。
機器人的運動方式大致上可以分為輪型機器人和足型機器人兩種。輪型機器人具有快速移動的優點，而足型機器人具有機動性、可步行于危險環境、跨越障礙物以及可上下臺階等優點。本書主要介紹輪型自動機器人（后面簡稱為自動機器人）的制作技術。幾十年前要制作一臺自動機器人，不但技術復雜而且價格昂貴，隨著開放源碼（open-source）Arduino的出現，在軟件方面已內建了多樣化的函數，以此簡化了周邊部件的底層控制程序，硬件方面也有多樣化的周邊模塊可供選擇。另外，網絡上也提供了相當豐富的共享資源，讓沒有電子、信息相關專業背景的人也可以快速又簡單地制作一臺Arduino自動機器人。
本書為誰而寫
《Arduino自動小車最佳入門與應用》是為一些對自動機器人感興趣，卻又苦于沒有足夠知識、經驗與技術能力去開發設計的讀者而編寫的。通過本書淺顯易懂的圖文解說，讀者只要按圖施工，就能保證成功。
本書如何編排
本書內容已經涵蓋了大多數自動機器人的控制范例，如使用紅外線循跡模塊、RFID模塊、超聲波模塊、紅外線遙控器、十字游戲桿模塊等，并且通過紅外線、RF、XBee、藍牙、Wi-Fi等無線通信來建立連接，以便控制自動機器人。本書中每一章所需的軟、硬件知識和相關技術都有詳細的圖文解說，讀者可根據自己的喜好自行安排閱讀順序并輕松組裝完成具有個人特色的Arduino自動機器人。
第1章 Arduino快速入門：快速引領讀者認識Arduino硬件和軟件的相關知識，并介紹Arduino開發環境的建立和使用。另外，提供了Arduino語言的語句、語法以及常用內部函數的說明，以方便讀者隨時查閱。
第2章 基本電路原理：本章主要是針對從未學過電子、信息等相關知識的初學者而編寫的。內容包含電的基本概念、數字系統等電學理論基礎，并且介紹基本手動工具和萬用電表的使用方法。如果讀者已經熟悉，可以直接跳過本章。
第3章 自動機器人實習：認識與使用自動機器人所需的Arduino板、馬達驅動模塊、馬達部件、電源電路、周邊擴展板等模塊，以及如何制作一臺自動機器人，如何利用Arduino板來控制自動機器人執行前進、后退、右轉、左轉、停止等行走動作。本章是后面各章的基礎，讀者有必要詳細閱讀。
第4章 紅外線循跡自動機器人實習：認識與使用紅外線循跡模塊CNY70和TCRT5000，并且利用紅外線循跡模塊TCRT5000來控制自動機器人自動行走在黑色或白色軌道上。
第5章 紅外線遙控自動機器人實習：認識與使用紅外線遙控器和38kHz、940nm紅外線接收模塊，并且利用紅外線遙控器控制“紅外線遙控自動機器人”的前進、后退、右轉、左轉以及停止等行走動作。
第6章 手機藍牙遙控自動機器人實習：認識與使用Android手機藍牙模塊和HC-05藍牙模塊，并且利用手機藍牙來控制“藍牙遙控自動機器人”的前進、后退、右轉、左轉及停止等行走動作。
第7章 RF遙控自動機器人實習：認識與使用RF模塊，并且使用VirtualWire函數庫進行RF無線通信。通過十字游戲桿的按壓方向， 遠程控制“RF遙控自動機器人”執行前進、后退、右轉、左轉及停止等行走動作。
第8章 XBee遙控自動機器人實習：認識與使用XBee模塊，并且使用XBee模塊進行無線通信。通過十字游戲桿的按壓方向，遠程控制“XBee遙控自動機器人”執行前進、后退、右轉、左轉及停止等行走動作。
第9章 加速度計遙控自動機器人實習：本章可分為兩部分，第一部分通過MMA7260加速度計模塊的重力變化，使用XBee模塊進行無線通信，遠程控制“XBee遙控自動機器人”執行前進、后退、右轉、左轉及停止等行走動作；第二部分通過手機加速度計的手勢控制，使用藍牙模塊進行無線通信，遠程控制“藍牙遙控自動機器人”執行前進、后退、右轉、左轉及停止等行走動作。
第10章 超聲波避障自動機器人實習：認識與使用PING)))TM超聲波模塊及伺服馬達，并且利用伺服馬達轉動超聲波模塊檢測自動機器人右方（45°）、前方（90°）和左方（135°）3個方向的障礙物距離。通過Arduino板的判斷，選擇一條不會碰撞到任何障礙物的安全路線前進。
第11章 RFID導航自動機器人實習：認識與使用RFID模塊，并且利用RFID讀取器讀取RFID標簽控制碼，控制自動機器人執行前進、后退、右轉、左轉及停止等行走動作。
第12章 Wi-Fi遙控自動機器人實習：認識與使用Wi-Fi模塊和HTML網頁設計，通過手機或計算機網頁控制，利用Wi-Fi模塊進行無線通信，遠程控制“Wi-Fi遙控自動機器人”執行前進、后退、右轉、左轉及停止等行走動作。
本書特色
學習最容易：Arduino公司提供了免費的Arduino IDE開發軟件，內建了多樣化的函數，因而簡化了周邊部件的底層控制程序。本書使用開放式架構的自動機器人車體，電路不預制于印刷電路板（Printed Circuit Board，PCB）車體中，創意不受限制。讀者可以根據自己的喜好，使用市售或自制的各種傳感器模塊快速、輕松地組裝出具有創意的自動機器人。
學習花費少：Arduino自動機器人與樂高機器人所使用的控制器和周邊模塊相比較，在功能性和靈活度上毫不遜色，而且可以使用最少的花費實現更多功能。
學習資源多：Arduino IDE提供了多樣化的范例程序，不但在官方網站上可以找到多元的技術支持資料，而且網絡上也提供了相當豐富的共享資源。另外，硬件開發商也提供了多樣化的周邊模塊可供選擇，或者直接向本書合作廠商——慧手科技有限公司購買自動機器人的開發工具包。
內容多樣化：本書內容涵蓋了大多數自動機器人的控制范例，例如紅外線循跡自動機器人、紅外線遙控自動機器人、RF遙控自動機器人、XBee遙控自動機器人、手機藍牙遙控自動機器人、手機加速度計遙控自動機器人、超聲波避障自動機器人、RFID導航自動機器人、Wi-Fi遙控自動機器人等。另外，只要稍加修改本書的自動機器人范例，就可以輕松完成其他有趣又好玩的自動機器人，例如溫控自動機器人、聲控自動機器人、光控自動機器人、競速自動機器人、相撲自動機器人、負重自動機器人等。
商標聲明
Arduino是Arduino公司的注冊商標。
ATmega是ATMEL公司的注冊商標。
Fritzing是FRITZING公司的注冊商標。
除了上述商標和名稱外，其他本書所提及的商標和名稱均為該公司的注冊商標。
本書的學習資源
本書的程序范例可以從提供下載的“ino(范例程序)”文件夾中找到，可以直接用Arduino IDE打開這些范例程序，并且將文件上傳至Arduino控制板中，之后就可以正確執行范例程序設計的功能了。各章所需的外接函數庫也可以從下載的“func(外接函數庫)”文件夾中找到，必須將它們解壓縮并且存入Arduino/libraries文件夾中才能使用。
本書能夠順利完成，要感謝基峰信息公司的企劃與協調，以及慧手科技有限公司的協助與全力配合，他們開發了書中各種自動機器人所需的部件與模塊。期盼通過本書的學習，能讓讀者快快樂樂、輕輕松松地制作出一臺屬于自己的自動小車！


楊明豐
內容簡介：

本書除了介紹軟硬件知識與所需基本電路原理外，還涵蓋大多數機器人自動小車的控制范例，如使用紅外線循跡模塊、RFID模塊、超音波模塊、紅外線遙控器、十字搖桿模塊等，并通過紅外線、RF、XBee、藍牙、Wi-Fi等無線通信控制機器人自動小車，另附有組裝參考解說，是非常全面的實戰經典。
本書是為對自動機器人感興趣，卻苦于沒有足夠知識、經驗與技術開發設計的讀者編寫的。
目錄：

第1章Arduino快速入門

1-1認識Arduino2

1-2Arduino硬件介紹2

1-2-1Duemilanove板3

1-2-2UNO板3

1-2-3Leonardo板4

1-2-4DUE板4

1-2-5Mini板5

1-2-6Micro板5

1-2-7Nano板5

1-2-8Mega2560板6

1-2-9LilyPad板6

1-2-10Fio板7

1-3Arduino軟件介紹7

1-3-1下載Arduino開發環境7

1-3-2安裝Arduino板驅動程序9

1-3-3Arduino開發環境使用說明13

1-3-4執行第一個Arduino范例程序14

1-4Arduino語言基礎16

1-4-1變量與常數17

1-4-2運算符18

1-4-3Arduino程序流程控制24

1-4-4數組32

1-4-5預處理命令33

1-4-6函數34

1-4-7Arduino常用函數36

第2章基本電路原理

2-1電的基本概念42

2-1-1電荷42

2-1-2電壓43

2-1-3電流43

2-1-4電阻43

2-1-5電能44

2-1-6功率44

2-2數字系統44

2-2-1十進制表示法45

2-2-2二進制表示法45

2-2-3十六進制表示法45

2-2-4常用進位轉換46

2-3認識基本手動工具46

2-3-1面包板47

2-3-2電烙鐵48

2-3-3剝線鉗49

2-3-4尖嘴鉗49

2-3-5斜口鉗50

2-4認識萬用表50

2-4-1電壓的測量51

2-4-2電流的測量51

2-4-3電阻的測量52

2-5認識基本電子元件52

第3章自動機器人實習

3-1認識機器人56

3-2認識自動機器人56

3-3認識自動機器人的部件57

3-3-1Arduino控制板58

3-3-2馬達驅動模塊59

3-3-3馬達部件60

3-3-4萬向輪61

3-3-5電源電路62

3-3-6杜邦線65

3-3-7Arduino周邊擴展板66

3-4制作自動機器人67

3-4-1車體制作68

3-4-2行走原理70

3-4-3直線行走測試實習73

3-4-4轉彎測試實習74

第4章紅外線循跡自動機器人實習

4-1認識紅外線78

4-2認識紅外線循跡模塊78

4-2-1CNY70紅外線模塊78

4-2-2TCRT5000紅外線模塊80

4-2-3紅外線循跡模塊82

4-2-4紅外線模塊的數量84

4-2-5紅外線模塊排列的間距85

4-3認識紅外線循跡自動機器人85

4-4制作紅外線循跡自動機器人87

第5章紅外線遙控自動機器人實習

5-1認識無線通信94

5-2認識紅外線發射模塊94

5-2-1編碼電路94

5-2-2載波電路與調制電路97

5-3認識紅外線接收模塊97

5-3-1紅外線接收模塊98

5-3-2IRremote.h函數庫98

5-4認識紅外線遙控自動機器人101

5-5制作紅外線遙控自動機器人105

第6章手機藍牙遙控自動機器人實習

6-1認識藍牙110

6-2認識藍牙模塊110

6-2-1藍牙工作模式112

6-2-2藍牙參數的設置112

6-2-3SoftwareSerial.h函數庫117

6-2-4使用ArduinoIDE設置藍牙參數118

6-3認識手機藍牙模塊121

6-4認識手機藍牙遙控自動機器人123

6-5制作手機藍牙遙控自動機器人128

6-5-1手機藍牙遙控App程序128

6-5-2修改手機藍牙遙控App程序的界面設置129

6-5-3藍牙遙控自動機器人的電路133

第7章RF遙控自動機器人實習

7-1認識RF138

7-2認識RF模塊138

7-3認識RF遙控自動機器人142

7-4制作RF遙控自動機器人143

7-4-1RF發射電路144

7-4-2RF遙控自動機器人電路146

第8章XBee遙控自動機器人實習

8-1認識ZigBee152

8-2認識XBee模塊152

8-2-1XBee擴展板153

8-2-2XBee配置的設置153

8-3認識XBee遙控自動機器人156

8-4制作XBee遙控自動機器人156

8-4-1XBee發射電路156

8-4-2XBee遙控自動機器人電路159

第9章加速度計遙控自動機器人實習

9-1認識加速度計164

9-2認識加速度計模塊164

9-2-1加速度計的g值靈敏度164

9-2-2傾斜角度與X、Y、Z三軸輸出電壓的關系165

9-2-3最大傾斜角度與X、Y、Z三軸輸出電壓的關系165

9-3認識加速度計遙控自動機器人166

9-4制作加速度計遙控自動機器人167

9-4-1加速度計遙控電路167

9-4-2XBee遙控自動機器人電路170

9-5認識手機加速度計174

9-5-1手機傾斜角度與X、Y、Z三軸輸出值的關系174

9-5-2手機最大傾斜角度與X、Y、Z三軸輸出值的關系174

9-6認識手機加速度計遙控自動機器人175

9-7制作手機加速度計遙控自動機器人176

9-7-1手機加速度計遙控App程序176

9-7-2藍牙遙控自動機器人電路180

第10章超聲波避障自動機器人實習

10-1認識超聲波186

10-2認識超聲波模塊186

10-2-1工作原理187

10-2-2物體定位187

10-3認識超聲波避障自動機器人188

10-3-1工作原理188

10-3-2行走策略189

10-4制作超聲波避障自動機器人190

第11章RFID導航自動機器人實習

11-1認識聲音196

11-2認識RFID196

11-2-1RFID讀取器197

11-2-2RFID標簽198

11-3認識RFID模塊199

11-3-1125kHz低頻RFID模塊199

11-3-213.56MHz高頻RFID模塊200

11-4認識RFID導航自動機器人200

11-5讀取RFID標簽序號202

11-6制作RFID導航自動機器人204

第12章Wi-Fi遙控自動機器人實習

12-1認識計算機網絡214

12-1-1局域網（LAN）214

12-1-2廣域網（WAN）215

12-1-3無線局域網（WLAN）216

12-2認識以太網模塊218

12-3制作以太網家電控制電路218

12-4認識Wi-Fi模塊225

12-4-1官方Wi-Fi擴展板226

12-4-2兼容Wi-Fi擴展板226

12-4-3下載WiShield函數庫226

12-5認識Wi-Fi遙控自動機器人227

12-6制作Wi-Fi遙控自動機器人227

12-7認識ESP8266Wi-Fi模塊236

12-7-1ESP8266Wi-Fi功能AT命令238

12-7-2設置ESP8266模塊參數239

12-8認識ESP8266Wi-Fi遙控自動機器人243

12-9制作ESP8266Wi-Fi遙控自動機器人244

12-9-1手機Wi-Fi遙控App程序244

12-9-2ESP8266Wi-Fi遙控自動機器人電路249

附錄A實習材料表

A-1如何購買本書材料258

A-2全書實習材料表258

A-3各章實習材料表259

A-3-1第3章實習材料表259

A-3-2第4章實習材料表260

A-3-3第5章實習材料表260

A-3-4第6章實習材料表261

A-3-5第7章實習材料表261

A-3-6第8章實習材料表262

A-3-7第9章實習材料表263

A-3-8第10章實習材料表264

A-3-9第11章實習材料表265

A-3-10第12章實習材料表265

附錄B刻錄ATmega開機引導程序

B-1認識引導程序(Bootloader)268

B-2認識ArduinoUNO板引腳268

B-3使用ArduinoISP燒錄ATmega引導程序270

附錄CArduino自動機器人組裝說明

C-1自動機器人車體的組裝276

C-2Arduino控制板和原型擴展板的組裝279

C-3超聲波模塊和伺服馬達的組裝281

C-4紅外線循跡模塊的組裝283

序：