Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi
Planen, bauen, programmieren. Ferngesteuerte und autonome Modelle selbst bauen. Alle relevanten Programmier-, Elektronik- und Hardwaregrundlagen. Ohne Vorwissen einfach einsteigen. Alle Programmbeispiele
Der Raspberry Pi lernt fahren! Und Sie sind sein Fahrlehrer ...
Let the good times roll: Ohne Vorwissen einfach einsteigenAlle relevanten Programmier-, Elektronik- und Hardwaregrundlagen
Ferngesteuerte und autonome Modelle bauen; mit vollständiger...
Let the good times roll: Ohne Vorwissen einfach einsteigenAlle relevanten Programmier-, Elektronik- und Hardwaregrundlagen
Ferngesteuerte und autonome Modelle bauen; mit vollständiger...
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Produktinformationen zu „Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi “
Klappentext zu „Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi “
Der Raspberry Pi lernt fahren! Und Sie sind sein Fahrlehrer ...Let the good times roll: Ohne Vorwissen einfach einsteigenAlle relevanten Programmier-, Elektronik- und Hardwaregrundlagen
Ferngesteuerte und autonome Modelle bauen; mit vollständiger Teile-Liste
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. Und 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!
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 Elektromotor
So fügt sich alles zusammen: Chassis basteln, Fahrgestell montieren, Elektronik verbauen
Grundlagen der Elektrizitätslehre
Verkabelung der elektronischen Komponenten
Den Raspberry Pi in Betrieb nehmen
Wichtige Linux-Grundlagen
Einführung in die Programmierung mit Scratch und Python
Das Google-Auto hat eine und Ihres auch: Die Kamera nutzen
Auto-Steuerung: via W-LAN fernsteuern oder vollständig autonom
Liste der benötigten Elektronik-Komponenten sowie alle Steuerungsprogramme zum Download
Inhaltsverzeichnis zu „Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi “
Geleitwort ... 13
Vorwort ... 17
1. Einleitung: Was dieses Buch leistet und was Sie erwartet ... 19
TEIL I Bauen Sie Ihr eigenes ferngesteuertes Roboter-Auto mit dem Raspberry Pi! ... 21
2. Das etwas andere Kfz-Praktikum: Einführung in die elektronischen Komponenten ... 23
2.1 ... Komponenten für ein ferngesteuertes Roboter-Auto ... 23
2.2 ... Raspberry Pi: Der Single-Board-Computer ... 25
2.3 ... Das Raspberry-Pi-Kameramodul ... 30
2.4 ... Motortreiber ... 32
2.5 ... Getriebemotoren ... 33
2.6 ... Step-Down-Converter ... 33
2.7 ... Batteriehalter und Akkus ... 34
2.8 ... Kabel ... 35
2.9 ... Die richtige Mikro-SD-Karte ... 37
2.10 ... Optional, aber unabhängiger trotz Kabel: Ein Netzteil ... 38
2.11 ... Optional, aber gut für weite Strecken: Ein WLAN-USB-Modul ... 38
3. Schrauber aufgepasst: Eine Übersicht der benötigten Werkzeuge ... 41
3.1 ... Lötstation ... 42
3.2 ... Löten ... 43
4. Besseres Drehmoment? Der richtige Antrieb für das Roboter-Auto ... 47
4.1 ... Grundlagen zum Elektromotor ... 47
4.2 ... Gar nicht so banal: Räder ... 52
5. Damit es mit dem Blick unter die Haube klappt: Das Chassis ... 57
5.1 ... Ein Chassis aus Pappe ... 57
5.2 ... Ein Chassis aus LEGO®-Bausteinen ... 64
5.3 ... Ein Chassis mithilfe eines Acrylglas-Bausatzes ... 70
6. Benzin war gestern: Grundlagen der Elektrizitätslehre ... 75
6.1 ... Elektrische Gesetze und Formeln ... 75
6.2 ... Beispielrechnung zu den Grundlagen der Elektrizitätslehre ... 77
7. Lange Leitung? Manchmal besser! Verkabelung der elektronischen Komponenten ... 81
7.1 ... Stromversorgung der elektronische Komponenten ... 82
7.2 ... Motortreiber und Raspberry Pi logisch verbinden ... 84
7.3 ... Verkabelung der Getriebemotoren ... 90
7.4 ... Getriebemotoren mit dem Motortreiber verbinden ... 92
8. Das richtige Betriebssystem macht's! -- Das
... mehr
Raspberry-Pi-Betriebssystem installieren ... 95
8.1 ... Das Betriebssystem auf Mikro-SD-Karte vorbereiten ... 96
8.2 ... Raspberry Pi booten ... 98
8.3 ... Das Dateisystem der Speicherkarte erweitern ... 99
8.4 ... Raspbian-Spracheinstellungen ... 100
8.5 ... WLAN einrichten ... 102
9. Nerds aufgepasst! Befehle und Programme im Terminal-Fenster ... 105
9.1 ... Das Terminal-Fenster ... 105
9.2 ... Temporäre Administratorrechte ... 106
9.3 ... Im Filesystem navigieren ... 107
9.4 ... Den Texteditor »Nano« kennenlernen ... 108
9.5 ... Zugriffsrechte ändern ... 110
9.6 ... Neustarten und Herunterfahren des Raspberry Pi ... 111
9.7 ... Die IP-Adresse des Raspberry Pi anzeigen ... 112
9.8 ... Dateiverknüpfung setzen ... 113
9.9 ... Die Programmausgabe in eine .log-Datei umleiten ... 113
10. Nur so kommt das Ding ans Laufen: Software-Installation und Konfiguration ... 115
10.1 ... Das Betriebssystem und die Raspberry-Pi-Firmware aktualisieren ... 117
10.2 ... Den Midnight Commander installieren ... 119
10.3 ... TightVNC Server und Viewer installieren ... 121
10.4 ... PuTTY installieren ... 124
10.5 ... Notepad++ installieren ... 126
10.6 ... Samba Server installieren ... 126
10.7 ... Python installieren ... 128
10.8 ... Subversion-Client installieren ... 129
10.9 ... Video-Streaming-Server installieren ... 129
11. Einfacher geht's nicht: Programmieren mit Scratch ... 133
11.1 ... Die Scratch-Grundlagen ... 134
11.2 ... Ein Scratch-Programmbeispiel für Ihr Roboter-Auto ... 136
11.3 ... Steuerungsprogramm für das Roboter-Auto in Scratch ... 138
12. Fahren ohne Schlangenlinien: Programmieren mit Python ... 141
12.1 ... Kurze Einführung in Python ... 141
12.2 ... Das Steuerungsprogramm in Python ... 142
12.3 ... Die Roboter-Auto-Steuerung starten ... 154
13. Geisterfahrer aufgepasst! Wir sorgen für Durchblick ... 155
13.1 ... Das Google-Auto hat's -- und unseres auch: Die Raspberry-Pi-Kamera installieren ... 155
13.2 ... Mehr als eine blosse DashCam: Live-Video-Stream ... 157
14. Kommuniziere, kommuniziere: Webinterface-Steuerung über WLAN ... 163
14.1 ... Das WebIOPi-Framework installieren ... 164
14.2 ... Die Webinterface-Steuerung programmieren ... 166
14.3 ... Das Webinterface starten ... 175
15. Start-Automatik: Den Autostart der Programme konfigurieren ... 177
15.1 ... Ein Start-Skript für den mjpg-streamer anlegen ... 178
15.2 ... Den mjpg-streamer-Dienst einrichten ... 180
15.3 ... Den RobotControlWeb-Dienst einrichten ... 181
16. Was Sie im ersten Teil des Buches erreicht haben ... 185
TEIL II Hände weg vom Steuer: Lassen Sie Ihr Roboter-Auto autonom fahren ... 187
17. Pfadfinder elektronisch: Mit diesen Komponenten fahren Sie autonom ... 189
17.1 ... Komponenten für das autonome Fahren ... 189
17.2 ... Raspberry Pi Sense HAT ... 191
17.3 ... Einführung in den I2C-Datenbus ... 194
17.4 ... Ultraschallsensoren ... 201
17.5 ... GPS-Empfänger ... 204
18. Achtung, Kabelsalat: Anbau und Verkabelung der elektronischen Komponenten ... 207
18.1 ... Befestigung der elektronischen Komponenten am Roboter-Auto ... 207
18.2 ... Die elektronischen Komponenten im Roboter-Auto verkabeln ... 218
19. Upgrade für Ihr Roboter-Auto: Neue Software für das autonome Fahren ... 227
19.1 ... I2C-Bus-Software installieren ... 227
19.2 ... Octave installieren ... 229
19.3 ... GPS-Software installieren und testen ... 230
20. Auslesen, verstehen und programmieren: Bringen Sie die Sensoren und Aktoren zum Laufen ... 233
20.1 ... Raspberry Pi Sense HAT auswerten und programmieren ... 233
20.2 ... Python-Programm zur Verarbeitung der GPS-Koordinaten ... 250
20.3 ... Python-Programme für den SRF08-Ultraschallsensor ... 252
21. Auf die Überholspur: Einführung in die parallele Programmierung mit Python ... 265
21.1 ... Grundlagen der parallelen Programmierung mit Python ... 265
21.2 ... Drehen mit dem Gyroskop ... 276
21.3 ... Orientieren mit dem Kompass ... 282
21.4 ... Annährung zwischen zwei Hindernissen ... 291
22. Machen Sie es sich einfach auf der Rückbank bequem: Programme für autonomes Fahren ... 299
22.1 ... Hindernissen autonom ausweichen ... 299
22.2 ... GPS-Wegpunkte abfahren ... 308
23. Immer noch nicht genug? Weitere Ideen für Ihr Roboter-Auto ... 331
Index ... 333
8.1 ... Das Betriebssystem auf Mikro-SD-Karte vorbereiten ... 96
8.2 ... Raspberry Pi booten ... 98
8.3 ... Das Dateisystem der Speicherkarte erweitern ... 99
8.4 ... Raspbian-Spracheinstellungen ... 100
8.5 ... WLAN einrichten ... 102
9. Nerds aufgepasst! Befehle und Programme im Terminal-Fenster ... 105
9.1 ... Das Terminal-Fenster ... 105
9.2 ... Temporäre Administratorrechte ... 106
9.3 ... Im Filesystem navigieren ... 107
9.4 ... Den Texteditor »Nano« kennenlernen ... 108
9.5 ... Zugriffsrechte ändern ... 110
9.6 ... Neustarten und Herunterfahren des Raspberry Pi ... 111
9.7 ... Die IP-Adresse des Raspberry Pi anzeigen ... 112
9.8 ... Dateiverknüpfung setzen ... 113
9.9 ... Die Programmausgabe in eine .log-Datei umleiten ... 113
10. Nur so kommt das Ding ans Laufen: Software-Installation und Konfiguration ... 115
10.1 ... Das Betriebssystem und die Raspberry-Pi-Firmware aktualisieren ... 117
10.2 ... Den Midnight Commander installieren ... 119
10.3 ... TightVNC Server und Viewer installieren ... 121
10.4 ... PuTTY installieren ... 124
10.5 ... Notepad++ installieren ... 126
10.6 ... Samba Server installieren ... 126
10.7 ... Python installieren ... 128
10.8 ... Subversion-Client installieren ... 129
10.9 ... Video-Streaming-Server installieren ... 129
11. Einfacher geht's nicht: Programmieren mit Scratch ... 133
11.1 ... Die Scratch-Grundlagen ... 134
11.2 ... Ein Scratch-Programmbeispiel für Ihr Roboter-Auto ... 136
11.3 ... Steuerungsprogramm für das Roboter-Auto in Scratch ... 138
12. Fahren ohne Schlangenlinien: Programmieren mit Python ... 141
12.1 ... Kurze Einführung in Python ... 141
12.2 ... Das Steuerungsprogramm in Python ... 142
12.3 ... Die Roboter-Auto-Steuerung starten ... 154
13. Geisterfahrer aufgepasst! Wir sorgen für Durchblick ... 155
13.1 ... Das Google-Auto hat's -- und unseres auch: Die Raspberry-Pi-Kamera installieren ... 155
13.2 ... Mehr als eine blosse DashCam: Live-Video-Stream ... 157
14. Kommuniziere, kommuniziere: Webinterface-Steuerung über WLAN ... 163
14.1 ... Das WebIOPi-Framework installieren ... 164
14.2 ... Die Webinterface-Steuerung programmieren ... 166
14.3 ... Das Webinterface starten ... 175
15. Start-Automatik: Den Autostart der Programme konfigurieren ... 177
15.1 ... Ein Start-Skript für den mjpg-streamer anlegen ... 178
15.2 ... Den mjpg-streamer-Dienst einrichten ... 180
15.3 ... Den RobotControlWeb-Dienst einrichten ... 181
16. Was Sie im ersten Teil des Buches erreicht haben ... 185
TEIL II Hände weg vom Steuer: Lassen Sie Ihr Roboter-Auto autonom fahren ... 187
17. Pfadfinder elektronisch: Mit diesen Komponenten fahren Sie autonom ... 189
17.1 ... Komponenten für das autonome Fahren ... 189
17.2 ... Raspberry Pi Sense HAT ... 191
17.3 ... Einführung in den I2C-Datenbus ... 194
17.4 ... Ultraschallsensoren ... 201
17.5 ... GPS-Empfänger ... 204
18. Achtung, Kabelsalat: Anbau und Verkabelung der elektronischen Komponenten ... 207
18.1 ... Befestigung der elektronischen Komponenten am Roboter-Auto ... 207
18.2 ... Die elektronischen Komponenten im Roboter-Auto verkabeln ... 218
19. Upgrade für Ihr Roboter-Auto: Neue Software für das autonome Fahren ... 227
19.1 ... I2C-Bus-Software installieren ... 227
19.2 ... Octave installieren ... 229
19.3 ... GPS-Software installieren und testen ... 230
20. Auslesen, verstehen und programmieren: Bringen Sie die Sensoren und Aktoren zum Laufen ... 233
20.1 ... Raspberry Pi Sense HAT auswerten und programmieren ... 233
20.2 ... Python-Programm zur Verarbeitung der GPS-Koordinaten ... 250
20.3 ... Python-Programme für den SRF08-Ultraschallsensor ... 252
21. Auf die Überholspur: Einführung in die parallele Programmierung mit Python ... 265
21.1 ... Grundlagen der parallelen Programmierung mit Python ... 265
21.2 ... Drehen mit dem Gyroskop ... 276
21.3 ... Orientieren mit dem Kompass ... 282
21.4 ... Annährung zwischen zwei Hindernissen ... 291
22. Machen Sie es sich einfach auf der Rückbank bequem: Programme für autonomes Fahren ... 299
22.1 ... Hindernissen autonom ausweichen ... 299
22.2 ... GPS-Wegpunkte abfahren ... 308
23. Immer noch nicht genug? Weitere Ideen für Ihr Roboter-Auto ... 331
Index ... 333
... weniger
Autoren-Porträt von Ingmar Stapel
Stapel, IngmarIngmar 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.
Bibliographische Angaben
- Autor: Ingmar Stapel
- 2016, 338 Seiten, Masse: 16,9 x 23,1 cm, Kartoniert (TB), Deutsch
- Verlag: Rheinwerk Verlag
- ISBN-10: 383624294X
- ISBN-13: 9783836242943
Rezension zu „Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi “
"Das Buch ist eine Fundgrube für viele praktische Tipps zu allen Arbeitsschritten eines solchen Autobaus." MagPi 201703
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