基本信息
書名《Arduino機器人權威指南》
書名原文：Arduinorobotics
標準書號：ISBN978-7-121-22291-7
編目分類：TP242-62
作者：（美）沃倫（Warren,J.D.），（美）亞當斯（Adams,J.），（美）莫勒（Molle,H.）著
譯者：于欣龍張陽張岩陳麗譯
開本：787×9801/16
印張：36.5
字數：728千字
頁數：376頁
裝幀：平裝
版次：2014年3月第1次印刷
初版時間：2014年3月
本印次：2014年3月
定價：99元
重量625g
內容概述
你想製作有趣的機器人嗎？你想讓機器人沿著指定的路線行走嗎？你想讓機器人幫助你清掃庭院嗎？你想讓機器人載著你逛街嗎？那么請選擇《Arduino機器人權威指南》吧！John-DavidWarren、JoshAdams和HaraldMolle會帶你走進機器人的世界，教會你如何尋找配件、怎樣製作機器人、怎樣進行編程，甚至告訴你如何對機器人進行安全測試。
本書可以教會你如何用Arduino來控制各式各樣的機器人，同時提供了每一步的詳細指導。你不僅可以學會Arduino的基本使用方法，還可以了解各種電機的特性。同樣，你會掌握其控制和排除故障的方法，將之套用到你的機器人項目中。本書從易到難，講解了各種各樣機器人的製作方法，其中包括GPS機器船、草地機器人、格鬥機器人及賽格威機器人等。
無論你是只會擺弄Arduino的初學者，還是一個製作小工具的專家，《Arduino機器人權威指南》都會幫助你製作出意想不到的機器人作品。
作者簡介
John-DavidWarren
畢業於阿拉巴馬大學伯明罕分校，電子產品愛好者，實踐過許多不同的項目，小到電動釣魚竿，大到遙控割草機。2010年4月，他的作品登上了MAKE雜誌封面。他目前和他美麗的妻子Melissa住在阿拉巴馬州伯明罕市。
JoshAdams
畢業於阿拉巴馬大學伯明罕分校，是軟體開發人員，在設計優質軟體和項目管理方面，擁有超過10年的專業經驗。Josh是lsotopeEleven公司的首席設計師，並負責監管架構決策。HaraldMolle
HaraldMolle是一位擁有30年經驗的電腦工程師。他是一個專業的潛水員，為此甚至研究一款GPS控制機器人來勘測湖泊。他的妻刊 Jaoqueline非常支持他。于欣龍
工學碩士，2013年畢業於哈爾濱工程大學機械設計及理論專業。大學期間獲得國家、省級獎勵及表彰共48項，申請發明專利2項、實用新型與外觀專利6項，還曾榮獲2007中國機器人大賽空中機器人組固定翼15公斤級冠軍、5公斤級亞軍。現任哈爾濱奧松機器人科技有限公司總經理，哈爾濱工程大學創業學院創業導師，中國第一本開源硬體書籍《愛上Arduino》譯者，國內資深創客。
張陽
互動藝術設計師，熱愛科技和藝術，致力於互動科技和雕塑的結合。做過小型四足機器人、檢測人體噴水的互動佛像、用iPhone控制的可摺疊輕型滑板車、嘗試以產品標準設計研發的龍爪燈等。
張岩
工程碩士，本科就讀於哈爾濱工程大學英語專業，後被保送本校電子與通信工程專業攻讀碩士研究生。目前在大唐電信從事智慧卡研發工作，業餘時間關注Linux和Contiki等開源項目，探索物聯網技術在國內的套用模式和發展方向。
陳麗
陳麗，博士研究生、講師，lEEE及中國計算機學會會員，主要研究方為無線移動感知網路及物聯網等。參研國家自然科學基金及省部級科研項目5項，在《計算機學報》、《軟體學報》等國家一級學術刊物及國外EI期刊發表論文6篇。
創作背景
Arduino的誕生可謂開源硬體發展史上的一個新的里程碑，本人見證著其在中國蓬勃發展的整個過程。尤其近幾年，隨著Arduino軟硬體功能的不斷提高，周邊配套模組的不斷完善，其套用日趨成熟，套用領域也日趨擴大，從環境監測、智慧型家居再到3D列印等多個領域都能看到它的身影，特別是在機器人和自動化領域，因為它的存在而生輝增色不少。Arduino因其程式語法簡單易懂、開發資料豐富，受到眾多創客的追捧，從小就喜歡動手DIY的我也不例外。
正當本人忙於本書最後校稿之時，谷歌已完成對“大狗”（BigDog）機器人製造商BostonDynamics公司的收購。它是谷歌近半年來收購的第八家機器人公司。這則爆炸性新聞，讓“我和我的小夥伴們都驚呆了”，谷歌的這些舉動足以說明未來機器人行業發展的巨大潛力。縱覽國內現有解讀Arduino和機器人製作的相關書籍，本人發現大多是圍繞單一內容展開編寫的，將兩者結合，系統全面講解Arduino在機器人上套用的書籍並不多。本人有幸先於廣大讀者讀到本書英文版《ArduinoRobotics》，通過閱讀發現，本書在內容編排上由淺入深、循序漸進，力求通俗易懂，是一本由“理論入，實踐出”的實用型工具書，為此本人決定聯合國內幾位資深機器人愛好者將其翻譯出來，早日跟大家分享，共同學習。
內容編排
全書共分13個章節，各章節內容明確，重點突出，確保讀者快速理解而又不浪費時間。如果你是一個完全沒有電子基礎卻又對機器人製作感興趣的初學者，可以從頭開始章章通讀，前兩章從介紹理論基礎知識、常用工具、電子元件和感測器入手，內容簡單，容易理解；第3章主要介紹機器人常用的不同種類電機和驅動電路，讓讀者為後面製作機器人做準備。如果你對機器人製作和Arduino編程有一定基礎，相信本書的各種機器人製作項目也會讓你大開眼界，從第4章到13章作者通過親自動手製作機器人項目的方式教授讀者如何選擇電子器件，焊接電路，製作PCB，以及根據功能需要編寫程式，到實際調試和後續改進等過程，整個過程圖文並茂，剖析準確到位，程式注釋句句清晰、簡明。其中第6章內容告訴讀者如何使用目前國外最流行的PCB繪製軟體eagle設計並製作電路板也是本書特色項目之一，填補了這款軟體的國內教學空白。全書中的例子代碼可通過作者創建的網站下載獲取，關於Arduino其他硬體方面的創作，你也可以登錄Rebecca的部落格http://blog.sina.com.cn/arduino查找學習。
因本書涉及內容多、專業性強，故邀請不同譯者分章翻譯，最終統稿編排，因此書中難免會出現疏漏與錯誤。如果讀者在閱讀過程中發現任何問題，希望找到譯者共同探討，那么可以加入ArduinoRobotics主題QQ群：334268182。在這個群里你會獲得更多關於Arduino和機器人方面問題的解答。
致謝
首先要感謝作者為廣大Arduino和機器人愛好者做出的巨大貢獻。其次，本人因為Arduino有幸結識其他譯者，在此特別感謝我的摯友張陽、張岩和陳麗，沒有你們的辛勤付出，本書不可能順利完成。當然，還要感謝本書編輯，因為你們對本書譯稿的多次審閱和提出寶貴建議才促使本書更加完善並得以早日出版。另外，奧松機器人王非凡、朱新龍、馬麗娜也為本書的校對和出版做了大量工作，在此對他們表示由衷感謝。
古人云：“授人以魚，不如授之以漁”，本書不僅能夠帶著你一步一步去製作各種功能的機器人，還能教會你使用更多製作方法和小妙招。要想做一位名副其實的創客，《Arduino機器人權威指南》是你的最佳選擇，動手就從這裡開始吧！
目錄
第1章基礎1
1.1電學2
1.1.1電模擬3
1.1.2電的基礎知識4
1.1.3電路6
1.1.4電信號測量7
1.1.5萬用表7
1.1.6電壓測量8
1.1.7電流強度測量9
1.1.8電容測量9
1.1.9電阻測量10
1.1.10使用歐姆定律計算電阻功率11
1.1.11示波器12
1.1.12負載13
1.1.13電路連線14
1.2電子學15
1.2.1半導體16
1.2.2技術手冊17
1.2.3積體電路18
1.2.4通孔元件19
1.3Arduino初級讀本20
1.3.1Arduino變體21
1.3.2Arduino集成開發環境24
1.3.3草稿24
1.3.4信號28
1.4構建電路38
1.4.1電路設計38
1.4.2原理圖39
1.4.3原型41
1.5搭建機器人47
1.5.1硬體47
1.5.2材料49
1.5.3工作區域50
1.6總結51
第2章基於Arduino的機器人52
2.1Arduino接口52
2.1.1繼電器53
2.1.2電晶體59
2.1.3電機控制器的接口66
2.2用戶控制69
2.2.1連線（有線）控制70
2.2.2紅外控制（IR）70
2.2.3無線電控制系統71
2.3感測器導航74
2.3.1接觸式感知75
2.3.2距離和反射式感知75
2.3.3方向（定位）78
2.3.4非自主感測器81
2.4總結84
第3章讓機器人動起來85
3.1電機85
3.1.1有刷直流電機（永久磁鐵型）86
3.1.2無刷直流電機87
3.1.3步進電機88
3.1.4齒輪減速電機90
3.1.5伺服舵機91
3.1.6線性制動器92
3.1.7功率計算93
3.1.8驅動93
3.1.9尋找合適的電機94
3.2H橋95
3.2.1產生制動96
3.2.2實現97
3.2.3H橋積體電路100
3.2.4更改PWM頻率101
3.2.5反電動勢103
3.2.6電流檢測105
3.2.7基於H橋的商品（電機控制器）106
3.3電池109
3.3.1鎳鎘電池（NiCad）110
3.3.2鎳氫電池（NiMH）110
3.3.3鋰聚合物電池（LiPo）111
3.3.4鉛酸蓄電池112
3.3.5充電114
3.4材料115
3.4.1木材115
3.4.2金屬116
3.4.3螺栓和螺母116
3.4.4塑膠117
3.4.5鏈條和鏈輪齒117
3.4.6車輪118
3.5總結118
第4章萊納斯尋線機器人120
4.1萊納斯的零件清單121
4.2如何使萊納斯工作123
4.2.1軌道123
4.3製作紅外感測器電路板124
4.4改裝成連續旋轉的伺服舵機132
4.4.1方法1：帶有外部速度控制器的直接直流驅動132
4.4.2方法2：帶有內部電機驅動電路的伺服脈衝驅動135
4.5合適的驅動輪137
4.6製作框架141
4.7製作連線146
4.8電池安裝147
4.8.1安裝電源開關148
4.9載入代碼148
4.10製作軌道155
4.11測試156
4.12附加組件157
4.12.1LED指示燈157
4.12.2噴漆159
4.12.3添加速度調節器（電位器）162
4.13總結164
第5章牆追蹤機器人Wally166
5.1如何讓Wally工作167
5.2Wally的零件清單169
5.3電機控制器171
5.3.1高側開關171
5.3.2低側開關171
5.3.3電路製作173
5.4製作框架178
5.5安裝感測器182
5.6安裝電池和電源開關185
5.6.1電源開關安裝186
5.7代碼187
5.7.1代碼目標189
5.8總結198
第6章製作PCB板199
6.1PCB基礎199
6.2你需要什麼來開始200
6.3電路設計202
6.3.1搜尋開源設計203
6.3.2製作你自己的設計204
6.3.3使用Eagle原理圖編輯器工作207
6.3.4使用Eagle電路板編輯器工作211
6.4轉印設計219
6.4.1讓我們製作一塊Arduino克隆板——Jduino219
6.4.2開始轉印221
6.5腐蝕227
6.5.1測量腐蝕液227
6.5.2腐蝕（方法1）228
6.5.3腐蝕（方法2）230
6.5.4清除墨粉232
6.6鑽孔234
6.7焊接235
6.7.1製作Arduino克隆板235
6.7.2製作BJTH—橋238
6.8測試240
6.9總結243
第7章昆蟲機器人244
7.1通過Arduino讀取開關245
7.2如何使昆蟲機器人工作246
7.2.1天線感測器246
7.2.2碰撞感測器247
7.3昆蟲機器人的零件清單247
7.4電機249
7.4.1改裝伺服舵機249
7.4.2控制伺服舵機251
7.4.3將脈衝值轉換為角度值252
7.4.4將車輪安裝到伺服舵機253
7.5製作框架255
7.5.1標記有機玻璃255
7.5.2切割有機玻璃256
7.5.3安裝電機258
7.5.4安裝腳輪258
7.5.5安裝Arduino260
7.5.6安裝電池260
7.6製作感測器262
7.6.1前置天線感測器262
7.6.2後置碰撞感測器263
7.7製作連線266
7.8載入代碼267
7.8.1創建一個延遲267
7.8.2變數268
7.8.3代碼269
7.9製作一頂帽子277
7.10總結280
第8章探險者機器人281
8.1如何使探險者機器人工作282
8.1.1R/C控制282
8.1.2強大的電機283
8.1.3電流檢測283
8.1.4啟動視頻283
8.1.5啟動Xbee284
8.2探險者機器人的零件清單284
8.3製作框架286
8.3.1規格286
8.3.2添加電池支架287
8.3.3切割底部框架支架289
8.3.4切割頂部框架支架289
8.3.5切割和彎曲主框架板290
8.3.6添加橫桿和安裝腳輪291
8.3.7有機玻璃甲板（任選）293
8.4製作電機控制器293
8.4.1電流檢測和限流293
8.4.2H橋設計294
8.5設定Arduino298
8.5.1連線H橋299
8.6設定Xbee300
8.6.1測試Xbee302
8.7添加攝像頭303
8.7.1二自由度雲台304
8.7.2製作第一個支架305
8.7.3製作第二個支架306
8.8載入代碼307
8.9總結316
第9章機器船318
9.1開場白319
9.2機器船的零件清單319
9.2.1聚苯乙烯泡沫塑膠321
9.2.2環氧樹脂322
9.2.3手套323
9.2.4玻璃纖維布323
9.2.5膠水324
9.2.6泡沫塑膠切割機和美工刀325
9.2.7雜項325
9.3機器船設計325
9.4組裝機器船327
9.4.1模板327
9.4.2將模板膠合到EPS/XPS板上329
9.4.3切出分段330
9.4.4把分段膠合在一起332
9.4.5插入泡沫錨333
9.4.6塗層334
9.4.7塗抹成品335
9.4.8鰭336
9.4.9上色336
9.4.10甲板336
9.4.11完成組裝337
9.5推進裝置338
9.5.1底板340
9.5.2樞軸340
9.5.3管子341
9.5.4舵角342
9.5.5電機343
9.5.6舵機344
9.5.7推桿344
9.6電子設備344
9.6.1系統的核心——ArduPilotPCB345
9.6.2GPS模組346
9.6.3電子調速器（ESC）346
9.6.4電機347
9.6.5舵機347
9.6.6電池組347
9.6.7安裝電子設備348
9.7軟體和任務規劃351
9.7.1GPS接收器351
9.7.2軟體352
9.7.3安裝軟體372
9.7.4任務規劃377
9.8全部放在一起380
9.8.1集成系統381
9.8.2船，歡呼吧！383
9.9故障排除383
9.9.1電機／螺旋槳的推力不夠384
9.9.2電機不啟動385
9.10總結385
第10章草地機器人400386
10.1如何使草地機器人400工作387
10.1.1割草機甲板388
10.1.2大容量電池388
10.1.3鋼框架389
10.1.4卸料斗389
10.1.5充氣輪胎390
10.1.6前燈390
10.1.7失效保護390
10.2工具和零件列表391
10.2.1割草機391
10.2.2零件清單391
10.3輪子392
10.3.1前腳輪393
10.3.2後驅動輪393
10.3.3安裝鏈輪394
10.4框架395
10.5傳動系統402
10.5.1安裝電機支架403
10.5.2安裝鏈條406
10.6電機控制器408
10.6.1選購一個電機控制器408
10.6.2散熱風扇410
10.6.3電機控制器反饋411
10.7Arduino413
10.7.1固定好連線以防行駛顛簸413
10.8失效保護417
10.8.1無線電遙控撥動開關418
10.8.2功率繼電器420
10.8.3避免無線電遙控本身的失效保護421
10.9連線電路422
10.10代碼423
10.11美化和添加附屬檔案429
10.11.1噴漆429
10.11.2前燈430
10.11.3卸料斗430
10.11.4割草機安全開關432
10.12總結432
第11章賽格威機器人434
11.1如何使賽格威機器人工作435
11.1.1慣性測量單元435
11.1.2轉向和增益436
11.1.3嚙合器436
11.2賽格威機器人的零件清單436
11.3選擇合適的感測器438
11.3.13.3V電源439
11.3.2加速度計440
11.3.3陀螺儀442
11.3.4陀螺儀和加速度計的總結443
11.3.5角度濾波444
11.4製作慣性測量單元適配板445
11.5選擇電機446
11.5.1卸掉電力制動器448
11.5.2電機安裝位置450
11.6選擇電機控制器451
11.6.1SoftwareSerial庫452
11.6.2Sabertooth控制器的簡化串口453
11.7電池454
11.7.1密封鉛酸蓄電池455
11.7.2充電456
11.7.312V供電456
11.8框架456
11.8.1框架設計458
11.8.2製作框架458
11.9輸入裝置462
11.9.1轉向462
11.9.2增益462
11.9.3嚙合器463
11.9.4水平啟動463
11.9.5安裝輸入裝置到框架上463
11.10安裝電子設備467
11.10.1焊接輸入裝置470
11.10.2連線線路470
11.11分析代碼471
11.11.1sample_accel（）函式472
11.11.2sample_gyro（）函式473
11.11.3檢查角度讀數474
11.11.4calculate_angle（）函式475
11.11.5read_pots（）函式476
11.11.6auto_level（）函式477
11.11.7update_motor_speed（）函式479
11.11.8time_stamp（）函式482
11.11.9serial_print_stuff（）函式482
11.11.10完整代碼484
11.12測試491
11.13總結493
11.14參考資料493
第12章格鬥機器人494
12.1機器人格鬥的誕生496
12.1.1格鬥機器人的規章制度496
12.1.2沒有價格限制497
12.2格鬥機器人零件清單498
12.3輸入控制500
12.3.1FlySkyCT—6：32美元、5通道、2.4GHz無線控制器備選方案501
12.4電子設備504
12.4.1Arduino504
12.4.2電機控制器505
12.5框架507
12.5.1是買，還是做508
12.5.2改裝輪子509
12.5.3製作框架510
12.6傳動系統513
12.6.1齒輪傳動裝置514
12.6.2鏈條張力調整螺母515
12.7電池520
12.8安裝電子設備522
12.8.1保護好你的大腦522
12.8.2連線線路524
12.9代碼526
12.10盔甲532
12.11武器534
12.12附加信息540
12.13總結541
第13章其他控制方式542
13.1用Processing來解碼信號543
13.2其他控制方式所用零件清單543
13.3選擇輸入設備544
13.4Processing必備檔案545
13.5遵照協定546
13.6檢查Processing的代碼546
13.6.1代碼解析549
13.6.2測試Processing551
13.7檢查Arduino的代碼553
13.8總結560
影響
或許你一直試圖去讀《Arduinorobotics》，但是苦於晦澀難懂的英文專業術語而擱置於某個角落，今時今日你不必在有遺憾了，因為奧松機器人創始人于欣龍已將令你頭皮發緊的英文版《Arduinorobotics》翻譯成通俗易懂的中文讀本——《Arduino機器人權威指南》。這本書是繼《愛上Arduino》後，于欣龍的另一本大作，今年3月份，《Arduino機器人權威指南》將重磅來襲！
于欣龍應電子工業出版社邀請，聯合國內眾多機器人高手張陽、張岩、陳麗等傾注13個月心血，終於完成了這本超高難度的翻譯工作，打造出中國第一本全面解讀Arduino在機器人上套用的著作，可謂奧松機器人系列叢書的巔峰之作。為什麼說難度大呢？首先，這本書的內容殷實，再次，欲翻譯某句話或某個段落，你必須要理解作者所要表達的思想，必須要有過硬的機器人相關知識以及豐富的實操功底。為什麼說它是重磅來襲呢？因為此書含金量超高，內容可謂高精尖，國內沒有任何一本機器人相關書籍與其媲美！
奧松機器人獨家發布試讀文檔，不僅如此還為預購的松籽們設定了巨惠，比搶紅包還實在！你等不等我不管，反正，我，等不及了！
