
Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi
Planen, bauen, programmieren
Ingmar Stapel(Author)
Rheinwerk (Publisher)
2nd Edition
Published on 22. November 2019
Book
Paperback/Softback
366 pages
978-3-8362-6755-7 (ISBN)
Description
Der Raspberry Pi lernt fahren! Und Sie sind sein Fahrlehrer!Raspberry Pi und Robotik faszinieren Sie? Dann bringt Sie dieses Buch sicher richtig in Fahrt!Ob Einsteiger oder fortgeschrittener RasPi-Bastler: Schritt für Schritt lernen Sie, wie Sie mit dem Raspberry Pi ein ferngesteuertes Roboter-Auto entwickeln. Oder soll das Auto gleich selber fahren können? Perfekt, denn im zweiten Teil des Buches bauen Sie genau das: ein autonomes Roboter-Auto. Quasi im Vorbeifahren lernen Sie alle Grundlagen, die Sie für beide Projekte benötigen. Hardware, Elektronik, Bau Ihres bevorzugten Auto-Chassis und natürlich die Programmierung der nötigen Software in Scratch und Python. Die Formel Eins gewinnen Sie mit dem Roboter-Auto vielleicht nicht - viele spannende Erkenntnisse und Lernspaß dafür aber sicher!Let the good times roll: Ohne Vorwissen einfach einsteigenAlle relevanten Programmier-, Elektronik- und HardwaregrundlagenFerngesteuerte und autonome Modelle bauen; mit vollständiger Teile-Liste Aus dem Inhalt:Die elektronischen Komponenten kennenlernen: Raspberry Pi, Kamera- und W-LAN-Modul, Motoren, Step-Down-Converter, Ultraschall-Sensor, GPS-Empfänger u. v. m.Die benötigten Werkzeuge kennenlernen: Lötkolben, Dritte Hand und Co.Grundlagen zum ElektromotorSo fügt sich alles zusammen: Chassis basteln, Fahrgestell montieren, Elektronik verbauenGrundlagen der ElektrizitätslehreVerkabelung der elektronischen KomponentenDen Raspberry Pi in Betrieb nehmenWichtige Linux-GrundlagenEinführung in die Programmierung mit Scratch und PythonDas Google-Auto hat eine und Ihres auch: Die Kamera nutzenAuto-Steuerung: via W-LAN fernsteuern oder vollständig autonomListe der benötigten Elektronik-Komponenten sowie alle Steuerungsprogramme zum Download
Reviews / Votes
Motivierend geschrieben, gespickt mit viel Praxis und technisch auf dem neuesten Stand. [...] Ein lohnenswertes Fachbuch, das ohne Zweifel ein Muss für alle Bastler und Robotikfans ist.More details
Language
German
Place of publication
Bonn
Germany
Publishing group
Rheinwerk
Edition type
Enlarged edition
Product notice
Klappenbroschur
Dimensions
Height: 231 mm
Width: 175 mm
Thickness: 22 mm
Weight
675 gr
ISBN-13
978-3-8362-6755-7 (9783836267557)
Schweitzer Classification
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Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi
Planen, bauen, programmieren. Programmierung und Elektronik spielerisch entdecken. Geeignet für Maker jeden Alters!
Book
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1st Edition
Rheinwerk
€29.90
Article exhausted; check for reprint
Person
Author
Ingmar Stapel studierte technische Informatik und ist aktuell im internationalen Bankenumfeld als IT-Projektleiter tätig; daneben beschäftigt er sich seit Jahren intensiv mit dem Raspberry Pi und der Robotik. Dieses Wissen teilt er gerne auf Vorträgen zum Thema Robotik mit Interessierten aus der Bastler-Szene. Auf seinen privaten Blogs schreibt er außerdem zu vielen aktuellen Techniktrends und berichtet von seinen Reisen.
ISNI: 0000 0005 1516 9746
ISNI: 0000 0005 1516 9746
Content
Materialien zum Buch ... 14
Geleitwort ... 15
Vorwort ... 19
1. Einleitung: Was dieses Buch leistet, und was Sie erwartet ... 23
Teil I Bauen Sie Ihr eigenes ferngesteuertes Roboter-Auto mit dem Raspberry Pi! ... 25
2. Das etwas andere Kfz-Praktikum: Einführung in die elektronischen Komponenten ... 27
2.1 ... Komponenten für ein ferngesteuertes Roboter-Auto ... 27
2.2 ... Raspberry Pi: Der Single-Board-Computer ... 29
2.3 ... Das Raspberry-Pi-Kameramodul ... 34
2.4 ... Motortreiber ... 36
2.5 ... Getriebemotoren ... 37
2.6 ... Step-down-Converter ... 38
2.7 ... Batteriehalter und Akkus ... 39
2.8 ... Kabel ... 40
2.9 ... Die richtige microSD-Karte ... 42
2.10 ... Optional, aber unabhängiger trotz Kabel: Ein Netzteil ... 42
2.11 ... Optional, aber gut für weite Strecken: Ein WLAN-USB-Modul ... 43
2.12 ... Optional, aber ideal für die Montage: Raspberry-Pi-Abstandshalter ... 44
3. Schrauber aufgepasst: Eine Übersicht über die benötigten Werkzeuge ... 45
3.1 ... Lötstation ... 46
3.2 ... Löten ... 47
4. Besseres Drehmoment? Der richtige Antrieb für das Roboter-Auto ... 51
4.1 ... Grundlagen zum Elektromotor ... 51
4.2 ... Gar nicht so banal: Räder ... 57
5. Damit es mit dem Blick unter die Haube klappt: Das Chassis ... 61
5.1 ... Ein Chassis aus Pappe ... 61
5.2 ... Ein Chassis aus LEGO®-Bausteinen ... 68
5.3 ... Ein Chassis mithilfe eines Acrylglas-Bausatzes ... 74
6. Benzin war gestern: Grundlagen der Elektrizitätslehre ... 79
6.1 ... Elektrische Gesetze und Formeln ... 79
6.2 ... Beispielrechnung zu den Grundlagen der Elektrizitätslehre ... 81
7. Lange Leitung? Manchmal besser! Verkabelung der elektronischen Komponenten ... 85
7.1 ... Stromversorgung der elektronischen Komponenten ... 86
7.2 ... Motortreiber und Raspberry Pi logisch verbinden ... 88
7.3 ... Verkabelung der Getriebemotoren ... 94
7.4 ... Getriebemotoren mit dem Motortreiber verbinden ... 96
8. Das richtige Betriebssystem macht's! -- Das Raspberry-Pi-Betriebssystem installieren ... 99
8.1 ... Das Betriebssystem auf microSD-Karte vorbereiten ... 100
8.2 ... Raspberry Pi booten ... 102
8.3 ... Raspbian-Spracheinstellungen ... 104
8.4 ... WLAN einrichten ... 105
9. Nerds aufgepasst! Befehle und Programme im Terminal-Fenster ... 109
9.1 ... Das Terminal-Fenster ... 109
9.2 ... Temporäre Administratorrechte ... 110
9.3 ... Im Filesystem navigieren ... 111
9.4 ... Den Texteditor Nano kennenlernen ... 112
9.5 ... Zugriffsrechte ändern ... 114
9.6 ... Neustarten und Herunterfahren des Raspberry Pi ... 115
9.7 ... Die IP-Adresse des Raspberry Pi anzeigen ... 116
9.8 ... Dateiverknüpfung setzen ... 117
9.9 ... Die Programmausgabe in eine ».log«-Datei umleiten ... 117
9.10 ... Wget -- Dateien aus dem Internet herunterladen ... 117
10. Nur so kommt das Ding ans Laufen: Softwareinstallation und -konfiguration ... 119
10.1 ... Das Betriebssystem und die Raspberry-Pi-Firmware aktualisieren ... 121
10.2 ... Den Midnight Commander installieren ... 123
10.3 ... Real VNC Server konfigurieren und Viewer installieren ... 125
10.4 ... PuTTY installieren ... 128
10.5 ... Notepad++ installieren ... 130
10.6 ... Samba Server installieren ... 131
10.7 ... Python-Erweiterungen installieren ... 133
10.8 ... Flask-Web-Framework ... 134
10.9 ... Video-Streaming-Server installieren ... 134
10.10 ... NTP-Zeit-Dienst einrichten ... 135
11. Einfacher geht's nicht: Programmieren mit Scratch ... 137
11.1 ... Die Scratch-Grundlagen ... 138
11.2 ... Ein Scratch-Programmbeispiel für Ihr Roboter-Auto ... 140
11.3 ... Steuerungsprogramm für das Roboter-Auto in Scratch ... 142
12. Fahren ohne Schlangenlinien: Programmieren mit Python ... 145
12.1 ... Kurze Einführung in Python ... 145
12.2 ... Das Steuerungsprogramm in Python ... 146
12.3 ... Die Roboter-Auto-Steuerung starten ... 158
13. Geisterfahrer aufgepasst! Wir sorgen für Durchblick ... 159
13.1 ... Das Google-Auto hat's -- und unseres auch: Die Raspberry-Pi-Kamera installieren ... 159
13.2 ... Mehr als eine bloße Dash-Cam: Live-Video-Stream ... 161
14. Kommuniziere, kommuniziere: Webinterface-Steuerung über WLAN ... 167
14.1 ... Das Web-Framework Flask ... 168
14.2 ... Die Webinterface-Steuerung programmieren ... 168
14.3 ... Das Webinterface starten ... 185
15. Start-Automatik: Den Autostart der Programme konfigurieren ... 187
15.1 ... Ein Start-Skript für den mjpg-streamer anlegen ... 188
15.2 ... Den mjpg-streamer-Dienst einrichten ... 190
15.3 ... Den RobotControlWeb-Dienst einrichten ... 191
15.4 ... Was Sie im ersten Teil des Buches erreicht haben ... 195
Teil II Hände weg vom Steuer: Lassen Sie Ihr Roboter-Auto autonom fahren ... 197
16. Pfadfinder elektronisch: Mit diesen Komponenten fahren Sie autonom ... 199
16.1 ... Komponenten für das autonome Fahren ... 199
16.2 ... Übersicht über die Werkzeuge für Teil 2 des Buches ... 201
16.3 ... Raspberry Pi Sense HAT ... 201
16.4 ... Einführung in den I2C-Datenbus ... 204
16.5 ... Time-of-Flight-Abstandssensor ... 208
16.6 ... GPS-Empfänger ... 210
16.7 ... Servocontroller PCA9685 ... 211
16.8 ... Port Doubler ... 212
17. Achtung, Kabelsalat: Anbau und Verkabelung der elektronischen Komponenten ... 213
17.1 ... Befestigung der elektronischen Komponenten am Roboter-Auto ... 213
17.2 ... Die elektronischen I2C-Komponenten im Roboter-Auto verkabeln ... 220
17.3 ... Die weiteren elektronischen Komponenten im Roboter-Auto verkabeln ... 225
18. Upgrade für Ihr Roboter-Auto: Neue Software für das autonome Fahren ... 231
18.1 ... I2C-Bus-Software installieren ... 231
18.2 ... Octave installieren ... 234
18.3 ... GPS-Software installieren und testen ... 234
18.4 ... NTP-Zeit-Dienst mit GPS-Unterstützung ... 237
18.5 ... Servocontroller-Software installieren ... 238
18.6 ... Installation der VL53L1X-Python-Software ... 239
19. Auslesen, verstehen und programmieren: Bringen Sie die Sensoren und Aktoren zum Laufen ... 241
19.1 ... Raspberry Pi Sense HAT auswerten und programmieren ... 241
19.2 ... Python-Programm zur Verarbeitung der GPS-Koordinaten ... 259
19.3 ... Python-Programme für den Time-of-Flight-Sensor ... 262
19.4 ... Python-Programme für den Servocontroller ... 266
20. Auf die Überholspur: Einführung in die parallele Programmierung mit Python ... 277
20.1 ... Grundlagen der parallelen Programmierung mit Python ... 277
20.2 ... Drehen mit dem Gyroskop ... 288
20.3 ... Orientieren mit dem Kompass ... 294
20.4 ... Annährung zwischen zwei Hindernissen ... 303
21. Machen Sie es sich einfach auf der Rückbank bequem: Programme für autonomes Fahren ... 311
21.1 ... Hindernissen autonom ausweichen ... 311
21.2 ... GPS-Wegpunkte abfahren ... 320
22. Pimpen Sie Ihr Roboter-Auto ... 345
22.1 ... Die Kühlung des Raspberry Pi ... 345
22.2 ... Steuerung mit einem Gamepad ... 346
22.3 ... Anzeige mit einem OLED-Display ... 354
23. Immer noch nicht genug? Weitere Ideen aus der Welt der Modell-Roboter-Autos ... 359
Index ... 361