AI in Practice
Dive into the fascinating world of robotics and automation!
This Elektor Special shows you how to build your own robots with creativity, a little know-how, and affordable technology. From your first DIY project with Arduino or Raspberry Pi to intelligent systems with AI – this issue makes modern robotics understandable and accessible.
Discover practical instructions, inspiring projects, and exciting insights into the maker scene. Learn how experimentation, community, and openness give rise to true innovation – and why robotics is so much more than just a technical hobby.
Contents
Imagination turns into reality
Arduino-controlled Drawing Robot
GalaxyRVR Mars Rover Kit for Arduino
YDLIDAR X4Pro Lidar
xHuskyLens AI Camera
DOF Robot Arm with Raspberry Pi Pico
Manufacturing Robots with Fischertechnik
Pneumatic Industrial Robot
Why Do We Keep Building Robot Dogs?
Elektor Mini-Wheelie
Robot Vehicles and Autonomous Driving
Le uArm Swift Pro est un bras robotique de haute qualité qui peut être utilisé dans un large éventail d'applications. Le uArm Swift Pro a été développé et optimisé pour une utilisation dans l'enseignement, ce qui signifie que de nombreux packages sont déjà disponibles pour les plateformes open source telles que ROS. Le uArm Swift Pro a une répétabilité de position de 0,2 mm et est également équipé d'un moteur pas à pas et d'un encodeur 12 bits. Ce ne sont là que quelques-unes des raisons qui font du uArm Swift Pro un excellent choix pour une utilisation pédagogique. Le kit d'impression 3D, qui permet de convertir le uArm Swift Pro en imprimante 3D en moins d'une minute, est une autre caractéristique intéressante. L'uArm peut être utilisé avec les plateformes/systèmes de développement suivants : SDK UFACTORY Arduino Python ROS GRABCAD OpenMV Application pour smartphone L'application pour smartphone iOS est déjà disponible dans l’App Store et permet de contrôler et de surveiller facilement le bras robotique. L'application pour Android est en cours de développement et sera bientôt disponible. Un exemple de vision industrielle Le GIF suivant montre l'uArm en combinaison avec l'OpenMV Machine Vision Cam M7 et les applications de reconnaissance faciale qui peuvent être mises en œuvre en MicroPython. Spécifications Degrés de liberté : 4 Répétabilité : Jusqu'à 0,2 mm Charge utile : 500 g Plage de travail : 50-320 mm Vitesse de positionnement : 100 m/s Retour de position : codeur 12 bits Dimensions : 150 x 140 x 281 mm 150 x 140 x 281 mm Poids : 2,2 kg Inclus UFactory uArm Swift Pro Body Bluetooth & Pince à vide Téléchargements Fiche technique
Projekte mit Arduino Uno und Raspberry Pi
In diesem Buch werden Anwendungen von Arduino Uno und Raspberry Pi 4 in praxisnahen Projekten auf Basis von CAN-Bus detailliert beschrieben. Durch den Einsatz von entweder Arduino Uno oder Raspberry Pi in Verbindung mit handelsüblichen CAN-Bus-Schnittstellenmodulen werden die Entwicklung, Fehlersuche und Fehlerbeseitigung sowie die Überprüfung von Projekten auf CAN-Bus-Basis erheblich erleichtert.
Dieses Buch richtet sich an jeden, der mehr über den CAN-Bus lernen möchte und mit den Grundlagen der Elektronik vertraut ist. Hilfreich ist auch Erfahrung mit den Programmiersprachen C und Python sowie mit der Programmierung von Arduino Uno unter Verwendung seiner IDE und von Raspberry Pi zu haben.
Das Buch ist eine nützliche Informationsquelle und ein Nachschlagewerk für jeden, der Antworten auf eine oder mehrere der folgenden Fragen sucht:
Welche Bussysteme stehen für die Automobilindustrie zur Verfügung?
Was sind die Grundprinzipien des CAN-Bus?
Welche Arten von Frames (oder Datenpaketen) stehen in einem CAN-Bussystem zur Verfügung?
Wie können Fehler in einem CAN-Bussystem erkannt werden, und wie zuverlässig ist ein CAN-Bussystem?
Welche Arten von CAN-Bus-Controllern gibt es?
Welches sind die Funktionsprinzipien des MCP2515 CAN-Bus-Controllers?
Wie kann ich ein CAN-Bus-Projekt mit Arduino Uno realisieren?
Wie kann ich Arduino oder Raspberry Pi CAN-Bus-Projekte mit 2 und 3 Knoten erstellen?
Wie kann ich die Daten auf dem CAN-Bus analysieren?
Wie kann ich ein CAN-Bus-Projekt mit Raspberry Pi ausführen?
Clever Tricks with ATmega328 Pro Mini Boards
With a simple Pro Mini board and a few other components, projects that 20 or 30 years ago were unthinkable (or would have cost a small fortune) are realized easily and affordably in this book: From simple LED effects to a full battery charging and testing station that will put a rechargeable through its paces, there’s something for everyone.
All the projects are based on the ATmega328 microcontroller, which offers endless measuring, switching, and control options with its 20 input and output lines. For example, with a 7-segment display and a few resistors, you can build a voltmeter or an NTC-based thermometer. The Arduino platform offers the perfect development environment for programming this range of boards.
Besides these very practical projects, the book also provides the necessary knowledge for you to create projects based on your own ideas. How to measure, and what? Which transistor is suitable for switching a certain load? When is it better to use an IC? How do you switch mains voltage? Even LilyPad-based battery-operated projects are discussed in detail, as well as many different motors, from simple DC motors to stepper motors.
Sensors are another exciting topic: For example, a simple infrared receiver that can give disused remote controls a new lease on life controlling your home, and a tiny component that can actually measure the difference in air pressure between floor and table height!
Practical Multitasking Fundamentals
Programming embedded systems is difficult because of resource constraints and limited debugging facilities. Why develop your own Real-Time Operating System (RTOS) as well as your application when the proven FreeRTOS software is freely available? Why not start with a validated foundation?
Every software developer knows that you must divide a difficult problem into smaller ones to conquer it. Using separate preemptive tasks and FreeRTOS communication mechanisms, a clean separation of functions is achieved within the entire application. This results in safe and maintainable designs.
Practicing engineers and students alike can use this book and the ESP32 Arduino environment to wade into FreeRTOS concepts at a comfortable pace. The well-organized text enables you to master each concept before starting the next chapter. Practical breadboard experiments and schematics are included to bring the lessons home. Experience is the best teacher.
Each chapter includes exercises to test your knowledge. The coverage of the FreeRTOS Application Programming Interface (API) is complete for the ESP32 Arduino environment. You can apply what you learn to other FreeRTOS environments, including Espressif’s ESP-IDF. The source code is available from GitHub. All of these resources put you in the driver’s seat when it is time to develop your next uber-cool ESP32 project.
What you will learn:
How preemptive scheduling works within FreeRTOS
The Arduino startup “loopTask”
Message queues
FreeRTOS timers and the IDLE task
The semaphore, mutex, and their differences
The mailbox and its application
Real-time task priorities and its effect
Interrupt interaction and use with FreeRTOS
Queue sets
Notifying tasks with events
Event groups
Critical sections
Task local storage
The gatekeeper task
Arduino Uno est une plaque de développement de microcontrôleur, avec superposition de code source (matériel, EDI et bibliothèques). Arduino est l'une des plus grandes communautés de programmeurs, d'ingénieurs et d'électroniciens, de passionnés et d'étudiants universitaires. Merci pour vos bibliothèques, le programme devient adapté à votre jeune enfant et la rapidité. Les bibliothèques entièrement testées et fonctionnelles facilitent le test des programmes.
Le Raspberry Pi 4, une version récente du système nano-ordonné, est utilisé pour les appareils multimédias, ainsi que pour les applications industrielles, robotiques, domestiques et commerciales. Grâce à la connectivité Wi-Fi et Bluetooth, votre Raspberry Pi 4 est parfait pour la commande et la surveillance à distance via Internet.
Ce livre avec une œuvre de Raspberry Pi 4 et de l'Arduino Uno dans des applications de régulation avec l'algorithme PID. Après avoir examiné la théorie des systèmes de régulation et des systèmes intégrés, l'évaluation des fonctions du projet et les tests de pilotage des systèmes de régulation PID en temps réel. Le timing et la structure des paramètres PID et le timing et la structure des systèmes détaillés et détaillés (schémas fonctionnels, schémas de circuits, algorithmes de régulation PID, liste complète des cartes).
Ces projets s'appuient constamment sur la théorie et les applications des régulateurs PID. C'est un simple modificateur pour d'autres applications. Les projets pour le Raspberry Pi 4 sont adaptables selon les différents modèles de la famille Raspberry Pi.
Le livre couvre les sujets suivants :
Systèmes de régulation et systèmes ouverts et fermés
Capteurs analogiques et numériques
Fonctions de transfert et de système en continu
Enregistrements temporels des systèmes du 1er et du 2ème ordre
Systèmes discrets (nombres)
Les régulateurs PID sont des systèmes à température continue
Numéros PID des régulateurs
Régulation de température selon Raspberry Pi et Arduino Uno
Régulation de température PID à l'aide de Raspberry Pi et Arduino Uno
Pilotage continu de moteurs utilisant Raspberry Pi et Arduino Uno
Régulation PID pour surveiller le niveau du Raspberry Pi et de l'Arduino Uno
Régulation PID pour piloter une LED avec Raspberry Pi et Arduino Uno
Programmierung in Assembler und C am Beispiel der ATtiny-Familie
Dieses Buch bietet einen eingehenden Blick auf die 8-Bit-AVR-Architektur in ATtiny- und ATmega-Mikrocontrollern, hauptsächlich aus der Sicht der Software und der Programmierung. Erforschen Sie die AVR-Architektur unter Verwendung von C und Assembler in Microchip Studio (früher Atmel Studio) mit ATtiny-Mikrocontrollern.
Lernen Sie die Details der internen Funktionsweise von AVR-Mikrocontrollern kennen, einschließlich der internen Register und des Speicherplans von ATtiny-Bausteinen.
Programmieren Sie ATtiny-Mikrocontroller mit einem Atmel-ICE-Programmiergerät/Debugger oder verwenden Sie ein preiswertes Hobby-Programmiergerät oder sogar einen Arduino Uno als Programmiergerät.
Die meisten Code-Beispiele können mit dem Microchip Studio AVR-Simulator ausgeführt werden.
Lernen Sie, Programme für ATtiny-Mikrocontroller in Assembler zu schreiben.
Erfahren Sie, wie Assemblersprache in Maschinencodebefehle umgewandelt wird.
Finden Sie heraus, wie Programme, die in der Programmiersprache C geschrieben wurden, in Assemblersprache und schließlich in Maschinencode umgewandelt werden.
Verwenden Sie den Microchip Studio Debugger in Kombination mit einem Hardware-USB-Programmierer/Debugger, um Assembler- und C-Programme zu testen oder verwenden Sie den Microchip Studio AVR-Simulator.
ATtiny-Mikrocontroller im DIP-Gehäuse werden verwendet, um eine einfache Nutzung auf Breadboards zu ermöglichen.
Erfahren Sie mehr über Timing und Taktimpuls in AVR-Mikrocontrollern mit ATtiny-Bausteinen.
Werden Sie zu einem AVR-Experten mit fortgeschrittenen Debugging- und Programmierfähigkeiten.
Open-Source-Code mit Arduino IDE und PlatformIO
Autonomes Fahren: GPS, Accelerometer, Gyroskop
PS3-Controller
Mikrocontroller wie der Arduino und Einplatinenrechner wie der Raspberry Pi haben sich zu beliebten Komponenten entwickelt. Dritter im Bunde ist der ESP32 der Firma Espressif. Mikrocontroller dieser Baureihe zeichnen sich durch eine Vielzahl implementierter Funktionen aus, die bei einem Arduino konventioneller Prägung mit einem Atmel-AVR-Mikrocontroller erst mit weiterer Hardware möglich sind. Prominentes Beispiel sind hier die WiFi- und Bluetooth-Funktionalitäten. Gegenüber einem Raspberry Pi zeichnen sie sich durch einen deutlich geringeren Preis aus.
Allgemeine Informationen für die Realisierung eines Roboterauto-Projekts mit dem ESP32 sind leicht zu finden. Dabei handelt es sich aber oft nur um Ausführungen zu einem Teilaspekt, ohne inhaltliche oder funktionale Abstimmung. So ist nicht nur die Beschaffung der benötigten Informationen mühselig und zeitaufwändig, sie kann auch außerordentlich fehlerträchtig sein.
Ansatzpunkt dieses Buches ist, diese Lücke zu schließen. Es geht auf verschiedene Möglichkeiten eines Chassis ein, vermittelt nötige Kenntnisse und führt schrittweise von einer einfachen Motorsteuerung zu einem komplexen sensor- und sprachgesteuerten Roboterauto. Hacks rund um GPS und eine PlayStation 3 runden die Sache ab.
Inhalt
Bei der Reihenfolge der Kapitel wurde versucht – beginnend bei der Darstellung von grundlegenden Informationen – über die Lösung einfacher Aufgaben zu etwas anspruchsvolleren Techniken zu führen.
Der Mikrocontroller ESP32
Die Software erstellen
Die Stromversorgung
Rund um die Hardware
Das Chassis
Der Gleichstrommotor
Kabellose Steuerung über WiFi
Mit Sensoren Hindernisse erkennen
Eine eigene Roboterauto-App
Servo und Lichtsensor
GPS
Accelerometer / Gyroskop
PS3-Controller
Roboterauto-App
Hinweis zur Software
Die Dateien haben das Suffix (.cpp). Grund ist die Entwicklung mit PlatformIO. Mit Copy & Paste sollten sie auch in der Arduino-IDE verwendet werden können.
Le kit de test Super Servo Elektor permet le contrôle des servomoteurs et la mesure de leurs signaux. Il permet le test simultané de quatre servomoteurs.
Le testeur est fourni en kit. Tous les composants nécessaires à l'assemblage du dispositif sont fournis dans le kit. Une expérience basique de soudure électronique est nécessaire pour réaliser l'assemblage du kit. Le microcontrôleur est préprogrammé.
Le testeur Super Servo est doté de deux modes de fonctionnement: Control/Manual et Measure/Inputs :
Dans le mode Control/Manual, le Testeur Super Servo délivre à ses sorties , les signaux de contrôle pour quatre servomoteurs, ou pour un contrôleur de vol ou un contrôleur de vitesse ESC (Electronic Speed Controller) pour moteur sans balai (brushless). Les signaux sont contrôlés par quatre potentiomètres.
Dans le mode Measure/Inputs le Testeur Super Servo mesure les signaux des servomoteurs reliés à ses entrées. Ces signaux peuvent par exemple provenir d'un ESC, d'un contrôleur de vol, d'un récepteur ou de tout autre dispositif. Les signaux sont également dirigés vers ses sorties afin de contrôler les servomoteurs, l'ESC ou le contrôleur de vol. Les résultats sont visualisés sur l'écran.
Spécifications
Modes de fonctionnement
Control/Manual et Measure/Inputs (Contrôle manuel et mesures)
Nombre de canaux
3
Entrées des signaux des servomoteurs
4
Sorties des signaux vers les servomoteurs
4
Alarme
Buzzer & LED
Affichage
Écran OLED de 0,96' (128 x 32 pixels)
Tension d'entrée K5
7-12 V CC
Tension d'entrée K1
5-7,5 V CC
Courant d'entrée
30 mA (9 VDC sur K5, K1 et K2 non reliés)
Dimensions
113 x 66 x 25 mm
Poids
60 g
Inclus
Résistances (0,25 W)
R1, R3
1 kΩ, 5%
R2, R4, R5, R6, R7, R9, R10
10 kΩ, 5%
R8
22 Ω, 5%
P1, P2, P3, P4
10 kΩ, potentiomètre vertical linéaire/B
Condensateurs
C1
100 µF 16 V
C2
10 µF 25 V
C3, C4, C7
100 nF
C5, C6
22 pF
Semiconducteurs
D1
1N5817
D2
LM385Z-2.5
D3
BZX79-C5V1
IC1
7805
IC2
ATmega328P-PU, programmé
LED1
LED, 3 mm, rouge
T1
2N7000
Divers
BUZ1
Buzzer Piezo avec oscillateur
K1, K2
Connecteur à 2 rangées de 12 broches à 90°
K5
Connecteur jack
K4
Connecteur à 1 rangée de 4 broches
K3
Connecteur à 2 rangées de 6 broches
S1
Interrupteur à glissière 2P2T
S2
Interrupteur à glissière 1P2T
X1
Quartz, 16 MHz
Support DIP 28 broches pour IC2
Circuit imprimé Elektor
Afficheur OLED de 0,96', 128 x 32 pixels, interface I²C à 4 broches
Liens
Elektor Magazine
Elektor Labs
Projekte mit Arduino Uno und Raspberry Pi
In diesem Buch werden Anwendungen von Arduino Uno und Raspberry Pi 4 in praxisnahen Projekten auf Basis von CAN-Bus detailliert beschrieben. Durch den Einsatz von entweder Arduino Uno oder Raspberry Pi in Verbindung mit handelsüblichen CAN-Bus-Schnittstellenmodulen werden die Entwicklung, Fehlersuche und Fehlerbeseitigung sowie die Überprüfung von Projekten auf CAN-Bus-Basis erheblich erleichtert.
Dieses Buch richtet sich an jeden, der mehr über den CAN-Bus lernen möchte und mit den Grundlagen der Elektronik vertraut ist. Hilfreich ist auch Erfahrung mit den Programmiersprachen C und Python sowie mit der Programmierung von Arduino Uno unter Verwendung seiner IDE und von Raspberry Pi zu haben.
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Welche Bussysteme stehen für die Automobilindustrie zur Verfügung?
Was sind die Grundprinzipien des CAN-Bus?
Welche Arten von Frames (oder Datenpaketen) stehen in einem CAN-Bussystem zur Verfügung?
Wie können Fehler in einem CAN-Bussystem erkannt werden, und wie zuverlässig ist ein CAN-Bussystem?
Welche Arten von CAN-Bus-Controllern gibt es?
Welches sind die Funktionsprinzipien des MCP2515 CAN-Bus-Controllers?
Wie kann ich ein CAN-Bus-Projekt mit Arduino Uno realisieren?
Wie kann ich Arduino oder Raspberry Pi CAN-Bus-Projekte mit 2 und 3 Knoten erstellen?
Wie kann ich die Daten auf dem CAN-Bus analysieren?
Wie kann ich ein CAN-Bus-Projekt mit Raspberry Pi ausführen?
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Projects with Arduino Uno & Raspberry Pi with Examples for the MCP2515 CAN Bus Interface Module
This book details the use of the Arduino Uno and the Raspberry Pi 4 in practical CAN bus based projects. Using either the Arduino Uno or the Raspberry Pi with off-the-shelf CAN bus interface modules considerably ease developing, debugging, and testing CAN bus based projects.
This book is written for students, practicing engineers, enthusiasts, and for everyone else wanting to learn more about the CAN bus and its applications. The book assumes that the reader has some knowledge of basic electronics. Knowledge of the C and Python programming languages and programming the Arduino Uno using its IDE and Raspberry Pi will be useful, especially if the reader intends to develop microcontroller-based projects using the CAN bus.
The book should be a useful source of reference material for anyone interested in finding answers to questions such as:
What bus systems are available for the automotive industry?
What are the principles of the CAN bus?
How can I create a physical CAN bus?
What types of frames (or data packets) are available in a CAN bus system?
How can errors be detected in a CAN bus system and how dependable is a CAN bus system?
What types of CAN bus controllers exist?
How do I use the MCP2515 CAN bus controller?
How do I create 2-node Arduino Uno-based CAN bus projects?
How do I create 3-node Arduino Uno-based CAN bus projects?
How do I set the acceptance masks and acceptance filters?
How do I analyze data on the CAN bus?
How do I create 2-node Raspberry Pi-based CAN bus projects?
How do I create 3-node Raspberry Pi-based CAN bus projects?