KI in der Praxis
Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Robotik und Automatisierung!
Dieses Elektor Special zeigt, wie Sie mit Kreativität, etwas Know-how und günstiger Technik eigene Roboter bauen können. Vom ersten DIY-Projekt mit Arduino oder Raspberry Pi bis hin zu intelligenten Systemen mit KI – dieses Heft macht moderne Robotik verständlich und greifbar.
Entdecken Sie praxisnahe Anleitungen, inspirierende Projekte und spannende Einblicke in die Maker-Szene. Lernen Sie, wie aus Experimentierfreude, Gemeinschaft und Offenheit echte Innovation entsteht – und warum Robotik weit mehr ist als nur ein technisches Hobby.
Inhalt
Phantasie wird Realität
Arduino-controlled Drawing Robot
GalaxyRVR Mars Rover Kit for Arduino
YDLIDAR X4Pro Lidar
xHuskyLens AI Camera
DOF Robot Arm mit Raspberry Pi Pico
Fertigungsroboter mit Fischertechnik
Pneumatischer Industrieroboter
Warum bauen wir immer wieder Roboterhunde?
Elektor Mini-Wheelie
Roboterfahrzeuge und autonomes Fahren
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.
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Projekt 2.0Korrekturen, Updates und Leserbriefe
CPU, GPU, DSP, FPGA; ein universeller KI-RISC-V-Prozessor kann alles!
CEO-Interview: Ventivas dünne und kühle Technologie
Dual-Core-Programmierung beim Raspberry Pi PicoEinstieg in die Welt der parallelen Programmierung
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 testeur de diodes Zener Elektor est essentiellement une source de courant constant commutable par paliers de 1 à 50 mA. Il peut être utilisé pour tester des diodes Zener jusqu’à un maximum de 54 V. Grâce à un convertisseur élévateur de 60 V, l’appareil peut être alimenté par une tension courante de 5 à 12 V.
Le principe de ce testeur est simple. Une diode Zener ou un autre DUT (device under test, dispositif sous test, comme une LED) est polarisé par une source de courant réglable. La tension aux bornes du DUT peut être mesurée avec un multimètre. La tension de la plupart des (petites) diodes Zener est spécifiée pour un courant de 5 mA. Selon l’application, la tension à d’autres courants peut également présenter un intérêt. C’est pourquoi six réglages de courant sont disponibles : 1, 2, 5, 10, 20 et 50 mA. Les LED sont souvent spécifiées pour un courant de 20 mA.
Il est possible de tester :
Si une diode Zener est défectueuse (court-circuit ou haute impédance).
Si une diode Zener présente la bonne tension Zener.
Comment une tension Zener évolue avec différents courants.
Quelle tension exacte est présente sur une référence de tension intégrée.
Si des LED montées en série présentent des différences de luminosité (d’où le courant de 20 mA).
Quel est le gain en courant pour différents courants de base dans des transistors (de puissance).
Le kit contient toutes les pièces indiquées dans la nomenclature, y compris le circuit imprimé et le boîtier.
Spécifications
Tension d'alimentation
5…12 V/2 A (USB-C)
Courant d'alimentation (Itest = 50 mA)
1,1 A à 5 V / 412 mA à 12 V
Courants sélectionnables
1, 2, 5, 10, 20 et 50 mA
Tension de test max.
>54 V à Itest ≥1 mA
Tension de sortie max.
60 V à Itest = 0 mA
Limite de tension à 5 V
4,5 V à Itest = 1 mA / 5,18 V à Itest = 50 mA
Dimensions du boîtier
110 x 82 x 44 mm
Dimensions du circuit imprimé
105,4 x 67,3 mm
Connexions
Douilles banane 4 mm pour multimètre
Douilles banane 2 mm pour pinces de test
Connecteur USB-C pour l'alimentation
Inclus
Résistances
R1 = 3.3 kΩ, 600 mW, 1%
R2 = 0.15 Ω, 1 W, 5%, LS 12.7 mm, ø 3.5 mm
R3, R8 = 180 Ω, 600 mW, 1%
R4, R6, R16 = 1 kΩ, 600 mW, 1%
R5, R19 = 47 kΩ, 600 mW, 1%
R7 = 3.9 kΩ, 1 W, 5%, LS 12.7 mm, ø 3.5 mm
R9, R10, R12 = 10 kΩ, 600 mW, 1%
R11, R13 = 100 Ω, 600 mW 1%
R14 = 249 Ω, 600 mW, 1%
R15 = 499 Ω, 600 mW, 1%
R17 = 2.49 kΩ, 250 mW, 1%
R18 = 4.99 kΩ, 250 mW, 1%
Condensateurs
C1 = 470 uF / 35 V, 20%, Ir = 1.86 A, ø 12.5 mm, LS 5 mm, ESR = 0.038 Ω (Panasonic EEUTP1V471)
C2 = 1 uF / 100 V, 10%, X7R, LS 5 mm
C3 = 2.2 nF / 50 V, 10%, X7R, LS 5 mm
C4, C7 = 100 nF / 100 V, 10%, X7R, LS 5 mm
C5 = 100 uF / 100 V, 20%, ø 14 mm max., LS 5 mm
C6 = 1 nF / 100 V, 10%, X7R, LS 5 mm
Inducteur
L1 = 100 uH, Irms = 2.4 A, Isat = 3.5 A, 0.09 Ω, radial, pitch 2.5/5/10 mm, ø 14 mm max. (Kemet SBC8-101-242)
Semi-conducteurs
D1 = MUR120G, DO-41
D2, D4 = STPS3150RL, DO-201AD
D3 = Z-diode, 18 V, 1.3 W (BZX85C18)
D5 = Z-diode, 5.1 V, 0.5 W (1N5231B)
LED1 = LED in pushbutton S1
LED2 = LED, green, 3 mm
IC1 = MC34063, DIP-8
IC2 = LM4040BIZ-5.0/NOPB, TO-92 (TO-226AA-3)
IC3 = TL051CP, DIP-8
T1 = BC327.25, TO-92
T2 = STP40NF10L, TO-220
T3 = IRF9510PBF, TO-220
T4 = 2N7000, TO-92
Autres
K1, K2, S1, S3 = 2-way screw terminal block, LS 3.5 mm, max. 1.5 mm²
connected to K1 = USB-C socket, 30 V/3 A, chassis mounted, wired, 9 x 16 mm
connected to K2 = Banana Connector, 2 mm, Socket, 60 VDC, Panel Mount, red (Multicomp 24.102.1)
connected to K2 = Banana Connector, 2 mm, Socket, 60 VDC, Panel Mount, black (Multicomp 24.102.2)
Test clip, red, 30 VAC/60 VDC (Hirschmann 931467101)
Test clip, black, 30 VAC/60 VDC (Hirschmann 931467100)
S1 = Pushbutton, panel mount, SPST-NO, 30 DC/100 mA, with red LED
S2 = Rotary Switch, 6 position, 2 pole, 30°, 250 V/150 mA
S3 = Toggle switch, panel mount, SPDT, solder lugs, 28 VDC
T2, T3 = Heat sink, 15°C/W, FK 214 SA-CB
Enclosure Hammond 1591XXSSBK, ABS, 110 x 82 x 44 mm
Knob for S2, round shaft 6 mm, ø 21 mm, with indicator line (Multicomp CP-LB21-6-6D)
4 x Self-tapping screw #4-1/4", carbon steel, pan head
Banana plug, red, 2 mm, 60 VDC (Multicomp 25.205.1)
Banana plug, black, 2 mm, 60 VDC (Multicomp 25.205.2)
Banana socket, black 4 mm, panel mount
Banana socket, red 4 mm, panel mount
for LED1, LED2 = Pin header, 1 x 2, vertical, pitch 2.54 mm
for LED1, LED2 = Pin socket, 1 x 2, vertical, pitch 2.54 mm
for T2, T3 = M3 screw, 10 mm, steel, pan head
2 x M3 washer, plain, steel
4 x M3 nut
for IC1, IC3 = DIP-8 socket
Wire, black, 0.25 mm² (24 AWG), stranded 14 x 0.15 mm, 1 m
Wire, red, 0.25 mm² (24 AWG), stranded 14 x 0.15 mm, 1 m
PCB 250772-1 v1.1
Liens
Article
Elektor Labs
Sprachsteuerung von IoT-Projekten mit Amazon Alexa gibt dem Leser einen tiefen Einblick in die Technik der Sprachsteuerung am Beispiel von Amazon Alexa. Es erklärt detailliert Schritt für Schritt, wie man Raspberry Pi, ESP8266/32 und Arduino mit einem Sprachassistenten verbindet und steuert. Dieses geschieht anhand von Projekten aus den Bereichen Hausautomation und Robotik.
Der Leser erfährt, wie man Heizkessel, Roboter und Gartenhäuser mit dieser modernen Mensch-Maschine-Schnittstelle kommandieren kann. Der Autor Walter Trojan führt dabei den Leser in die vielschichtige Welt der Amazon Web Services ein, wo er neben dem Alexa Skills Kit weitere Module wie AWS Lambda und IoT Core kennenlernt.
Das erwartet den Leser:
Kapitel 1: Sprachassistenten setzen sich durch
Kapitel 2: Alexa intern
Kapitel 3: Der erste Alexa Skill
Kapitel 4: Alexa Skills für Fortgeschrittene
Kapitel 5: Erster Hardware-Skill auf Raspberry Pi
Kapitel 6: Auch Alexa liebt die Arduino-IDE
Kapitel 7: Hacks mit Schaltern
Kapitel 8: Alexa steuert ein Gartenhaus
Kapitel 9: Auch Roboter gehorchen Alexa
Kapitel 10: Alexa geht fremd
