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動手做學機器人與 Arduino,建立 13 個機器人專案

利用 Arduino 建立了語音控制機器人( Voice control robot )、黑線跟隨機器人( Black line follower )、光線跟隨 / 排斥機器人( follower/repeller robot )、智慧手機控制機器人

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從這 4.5 小時的課程,你會學到

  • 從頭開始建構一個機器人,其會向 6 個不同的方向移動
  • 瞭解機器人運作所需的各種部件的工作原理
  • 6 個方向的可下載原始碼

要求

沒有必備條件的要求,具有電子學基礎知識者優先

課程說明

對用智慧手機控制機器人感到好奇? 你來對地方了。 學習設計一個全功能 Arduino 機器人所需的基本概念和程式設計。 在這個課程中,你將需要最簡單但是最強大和最先進的微控制器板 – Arduino UNO 和一個藍芽以及一些基本的電子元件。

機器人學基礎

機器人學基本上是技術的一個分支,涉及機器人的設計、構造、操作和應用。 它是理解電腦科學、機械工程和電子工程的基本概念的有力工具。 在這個 Arduino 機器人課程中,我們將使用一個簡化版的 C++ 語言使用 Arduino IDE 來編寫機器人程式。

課程內容及概覽

本課程是為有興趣使用 Android Smartphone( 智慧手機 )控制 Arduino 機器人的學生而設計的。 不需要程式設計經驗; 你所需要的只是一個 Arduino、藍芽,一些低成本的硬體和電子元件來製造機器人。 我們將從 Arduino 程式的基礎開始,然後進入進階主題。

Arduino 的基礎知識

在本課程中,你將首先了解 Arduino 的基礎知識,然後我們將研究 Arduino 的安裝和設定,以及如何使用你的電腦或筆記型電腦安裝 Arduino

機器人的構造

在瞭解了 Arduino 的基礎知識之後,我們將製造我們的 Arduino 機器人。 需要建立這個機器人的所有的元件都在第 2 節說過。

時間控制機器人

在時間控制機器人部分,你將首先了解馬達驅動器( Motors Driver )的運作,以及如何使用一個馬達驅動器控制 2 個馬達。

然後,我們將編寫 Arduino 程式,使機器人在特定時間內跟著以下指示移動 :

  • Forward ( 前進 )
  • Backward ( 後退)
  • Axial Left( 軸向左 )
  • Axial Right( 軸向右 )
  • Radial Right( 放射狀右側 )
  • Radial Left ( 放射狀左側 )
  • Stop ( 停止 )

序列通訊

序列通訊( Serial Communication )是在電子硬體裝置之間傳送和接收資料的必要手段。 我們將使用序列通訊來控制 Led 的、電位器感測器和 Arduino 機器人。

在本節中,你將學習從感測器讀取類比值( analog values )並將其顯示在序列監視器( Serial Monitor )上。 你還可以將值從 PC 寫入(傳送資料)到 Arduino。

Android 程式設計

安卓作業系統( Android OS )在近 10 年前問世後,已經席捲全球。 擁有一部安卓智慧手機的主要好處之一就是可以用它作為遙控器來控制機器人和其他電子裝置。

在本課程中,我們將使用 AppInventor2 工具設計 5 個 Android 應用程式。 AppInventor2 是一款圖形化程式設計軟體,即使是非程式設計師也可以在幾分鐘內設計出令人驚歎的 Android 應用程式。

用 Android 智慧手機控制 Arduino 機器人

我們將建立 3 個 android 應用程式來控制 Arduino,每個應用程式以不同的方式工作

SmartBot

在 Smartbot 安卓應用程式中,我們將建立 5 個按鈕(前進,後退,左,右和停止)。 當使用者點選任何一個按鈕,機器人就會朝那個特定的方向移動。

AcceleroControl ( 加速控制機器人 )

在加速控制機器人( AcceleroControl )的安卓應用程式中,我們將使用安卓智慧手機的加速感測器( accelerometer sensor )來控制機器人。 所以當用戶將機器人向前傾斜時,它會向前移動,當智慧手機放平時,機器人會停下來。 類似地,通過將智慧手機指向某個方向,你就可以控制 Arduino 機器人的方向。

VoiceControl Robot ( 語音控制機器人 )

在語音控制機器人( Voice Control Robot ),我們將以給予語音輸入來移動我們的機器人往不同的方向

Black Line Follower( 黑線追隨機器人 )

在 Black line follower,我們將首先了解紅外感測器( IR sensor )的工作原理,然後把感測器附加到我們的機器人。 在此之後,我們將理解程式設計邏輯,然後為 arduino 機器人做程式設計讓它跟著一條黑線移動。

White Line Follower( 白線追隨機器人 )

在 White line follower,我們首先了解白線跟隨機器人的工作原理,然後我們將逆轉黑線跟隨機器人的程式,使 arduino 機器人遵循白線

Object Follower Robot ( 目標跟隨機器人 )

在 Object Follower robot,我們將首先了解這種機器人的工作原理。 在此之後,我們將編寫 Object Follower robot 程式,使 arduino 機器人可以跟隨一個物件( 目標 )。

Object Repeller Robot ( 目標排斥者機器人 )

在 Object Repeller robot,我們首先了解這個機器人的工作原理。 在這之後,我們將編寫的程式,使 arduino 機器人不斷排斥或保持移動遠離物件( 目標 )。

Object Avoider Robot ( 物體避障機器人 )

Object avoider robot 類似於 Object repeller robot,但在一定條件下,它只是簡單地避開物體而不是遠離物體( 目標 )。

Light Follower Robot ( 光跟隨機器人 )

在Light Follower robot,我們將首先了解這種機器人的工作原理。 在此之後,我們將編寫 Light Follower 機器人程式,並使用智慧手機的閃光燈,以便 arduino 機器人可以跟隨它。

Light Repeller Robot ( 光排斥機器人 )

在 Light Repeller Robot,我們將首先了解這個機器人的工作原理。 在此之後,我們將編寫的程式,使 arduino 機器人不斷排斥或保持移動遠離光源。

Light Avoider Robot ( 避光機器人 )

Light avoider robot 類似於 light repeller robot,但在一定條件下,它只是簡單地避開物體,而不是遠離光源。

目標受眾

  • 有興趣學習機器人基礎知識的學生
  • 想要學習比 Arduino 基礎知識更多的東西的 Arduino 愛好者
  • 來自機械、電子、電機、電腦科學、機器人學背景的學生非常適合這門課程

講師簡介

Dinesh Tavasalkar 工程師,開發人員,技術培訓師 (更多講師主講課程介紹)

我是一個專業的自由培訓師和開發人員。 在過去的6年裡,我已經指導了超過100個培訓課程,涵蓋了機器人技術、物聯網、 Arduino、 Raspberry Pi、 Android 應用程式開發、使用 Unity 的 3D遊戲開發、機器人駭客、3D 列印、四軸飛行器、 WordPress 的 Web 開發等主題。

我主持了印度最大的物聯網培訓活動之一,大約有600名學生參加了培訓。

我受邀擔任金奈( Chennai )頂尖工程學院安卓應用程式開發與 3D 遊戲開發( Android App Development & 3D Game Development )活動的評委,

我還有一個 YouTube 頻道,名叫 EngineersDream,我在那裡教 Android 應用程式開發

英文字幕:有

  • 想要了解如何將英文字幕自動翻譯成中文? 請參考這篇 How-To

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