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內容簡介

　　《機器人製作晉級攻略》主要麵嚮對機器人製作專業知識有一定瞭解的讀者。書中主要介紹以模塊的形式製作機器人的方法，在介紹各個製作環節的過程中，你還可以學到機械製造、電子、微型控製器等方麵的知識。
　　《機器人製作晉級攻略》適閤初高中生、機器人非專業愛好者和初學者閱讀。

內頁插圖

目錄

第1章 組裝一個調製信號的機器人
1.1 製造模塊
1.1.1 拼裝嘟嘟機器人，或者不拼裝
1.1.2 章節的排布
1.2 要適應機械學的內容
1.2.1 儲備你自己的機械車間
1.2.2 觀察一個小型的銑床
1.2.2.1 使用銑床
1.2.2.2 承認對銑床的偏愛
1.3 把所有部件組裝起來
1.3.1 把機械的部分進行分組
1.3.2 把獨立電子元件模塊進行分組
1.3.3 拼裝機器人並且完成測試
1.4 把部件和技術應用於其他機器人

第2章 比較兩種類型的傢用電動機連接器以及避免常見的錯誤
2.1 比較兩種傢用連接器的技術
2.1.1 測試望遠鏡管子式連接器
2.1.2 與穩固圓棒式連接器相對比
2.2 識彆在連接器的鑽孔中的期待結果，還有常見的錯誤及其後果
2.2.1 把固定螺絲的孔洞與電動機連接杆的孔洞連接起來
2.2.2 排列孔洞的角度和孔洞的中心
2.2.2.1 接受孔洞和連接器機身的平行偏移
2.2.2.2 避免齣現孔洞自身之間的平行偏差
2.2.2.3 避免齣現孔洞自身之間的角度偏差
2.2.2.4 重新迴顧望遠鏡管子的優點
2.3 準備好製造一個穩固圓棒的連接器

第3章 為連接器製造配件以及在穩固圓棒上麵鑽孔
3.0 為鑽齣位於中心的孔洞提供機械方麵的提示
3.1 收集工具和部件
3.2 為連接器準備好不同長度的穩固圓棒
3.2.1 測量電動機和十字軸
3.2.2 為連接器的機身選擇一個穩固的圓棒
3.2.2.1 計算連接器的長度
3.2.2.2 計算連接器的直徑
3.2.2.3 選擇連接器的材料
3.2.3 把穩固圓棒切割成連接器尺寸大小的部件
3.2.4 打磨連接器機身部件的兩端
3.2.5 把這些圓棒放置在一邊
3.3 製造一個連接器配件
3.3.1 切割連接器配件塊
3.3.2 鑽齣連接器配件固定螺絲孔
3.3.3 用螺絲攻加工連接器配件固定螺絲的孔洞
3.3.4 在連接器配件中鑽齣連接器圓棒的孔洞
3.3.4.1 選擇鑽頭
3.3.4.2 解決深度問題
3.3.4.3 鑽孔
3.4 把金錢準備好
3.4.1 把過緊的裝配變大
3.4.2 給連接器配件添加一個固定螺絲
3.4.3 重新定位連接器的配件
3.5 在電動機連接杆和LEGO公司生産的十字軸連接器中鑽孔
3.5.1 更換鑽頭，而不要更換連接器圓棒
3.5.2 進行最後的一步：打磨端麵
3.6 到目前為止，檢查一下連接器

第4章 完成穩固圓棒電動機連接器的加工
4.0 包括用螺絲攻加工孔洞和選擇固定螺絲
4.1 安裝連接器的固定螺絲
4.1.1 確定連接器固定螺絲的位置
4.1.2 鑽齣連接器固定螺絲的孔洞
4.1.3 用螺絲攻對連接器固定螺絲孔洞進行加工
4.1.3.1 選擇一種底部樣式的螺絲攻
4.1.3.2 與一個錐形樣式的螺絲攻進行對比
4.1.3.3 使用螺絲攻的技巧
4.1.4 選擇固定螺絲
4.2 添加LEGO公司生産的十字軸
4.3 總結

第5章 在輪子內部製造一個電動機
5.0 包括製造壓縮式相撲機器人的完美技術，機械加工圓形的部件（包括製造傢用的輪子），使用階梯形材料塊，與不帶螺紋的孔洞匹配，而且要使用直徑非常大的鑽頭
5.1 遇到危險：前麵有彎麯的連接杆
5.1.1 用軸承進行閤適的驅動
5.1.1.1 防止顛簸和跌落
5.1.1.2 更換側嚮的連接器
5.1.1.3 在沒有支承的情況下發生彎摺
5.2 製造一個輪轂適配型的連接器
5.2.1 把電動機連接杆外部的直徑與LEGO公司生産的輪子內徑匹配起來
5.2.2 僅僅是從連接器的圓棒開始
5.2.3 製造內部和外部的輪轂匹配型圓盤
5.2.3.1 選擇一個形狀
5.2.3.2 確定尺寸
5.2.3.3 選擇原材料
5.2.3.4 把原材料薄片切割成閤適的尺寸
5.2.3.5 在直徑中心的孔洞中鑽好1/4英寸的孔洞
5.2.3.6 再問一次，為什麼要測量齣尺寸超過所需要的金屬薄片呢？
5.2.3.7 用鏇轉平颱鑽齣孔洞
5.2.3.8 在圓盤中鑽齣螺絲孔
5.2.3.9 完成輪轂匹配型圓盤的內部和外部加工
5.2.4 去掉LEGO公司生産的輪轂中心
5.2.4.1 在加工的過程中緊固輪轂
5.2.4.2 選擇一個Silver&Deming;型號的鑽頭
5.2.4.3 把輪轂中心的部分鑽掉
5.2.4.4 把輪轂中心的剩餘部分打磨掉
5.2.5 匹配部件，然後把它們黏接在一起
5.2.5.1 把外部的圓盤與輪轂進行匹配，然後黏接
5.2.5.2 把內部的圓盤與圓棒進行匹配，然後黏接
5.2.5.3 等待膠水乾燥
5.3 總結

第6章 理解電子實驗過程中的標準和設置
6.0 包括閱讀電路圖，使用一個牆壁嵌入式電源，磨毛發光二極管，理解硬件按鈕的反彈和理解錶麵貼裝技術
6.1 閱讀電路圖
6.1.1 連接導綫
6.1.2 設計部件
6.1.2.1 標記字母的分配
6.1.2.2 標記數字的分配
6.1.3 標記部件
6.1.3.1 標記電阻
6.1.3.2 標記電容
6.1.3.3 標記發光二極管和紅外綫發光二極管
6.1.3.4 標記其他部件
6.1.4 標明電源
6.1.4.1 簡化正極電源電壓的標記
6.1.4.2 把接地點用符號錶示從而簡化布綫
6.2 使用無焊接的麵包闆
6.2.1 挑選一個無焊接的麵包闆
6.2.2 搭建好一個無焊接的麵包闆以與照片匹配
6.2.2.1 為無焊接的麵包闆上電
6.2.2.2 選擇一個交流電源適配器
6.2.2.3 添加一些方便的設施
6.3 瞭解示波器上麵的麯綫
6.4 駕馭現代電子學的前沿時尚
6.4.1 越過學習麯綫的障礙
6.4.2 不要使用過時的技術
6.4.3 使用錶麵貼裝的部件
6.4.3.1 壓縮錶麵貼裝部件的尺寸
6.4.3.2 告彆穿透孔洞的部件
6.4.3.3 用錶麵貼裝部件進行工作
6.4.3.4 把錶麵貼裝部件轉換成穿透孔洞的部件
6.4.3.5 混閤使用封裝技術，並且進行匹配
6.4.3.6 尺寸縮小到手工勞動級彆以下
6.5 總結

第7章 製造一個綫性電壓校正器電源
7.0 包括經典的5V 7805，電池反接保護，低迴動校正器，簡單但是改良過的電池反接保護，可變電源和頭對頭的匹配
7.1 瞭解電壓校正器
7.2 瞭解綫性電壓校正器電源
7.2.1 7805型綫性電壓校正器
7.2.1.1 介紹一個基於7805型校正器的5V電源
7.2.1.2 搭建基於7805型校正器的電源
7.2.2 通過減小所需要的未校正的電壓，改進電源電路
7.2.2.1 用LM2940 MCP1702或者LP2954替代7805型校正器
7.2.2.2 用一個功率場效應管替代1N5817型二極管
7.2.2.3 在較低的電壓下增加電阻
7.2.2.4 選擇一個電阻較低的p溝道功率場效應管
7.2.2.5 分析不同綫性電壓校正器電路的最小輸入電壓
7.2.2.6 提供3個5V綫性電壓校正器的輸入/輸齣電壓結果
7.2.3 在綫性電壓校正器中考慮不同的因素
7.2.3.1 防止電池反接的保護
7.2.3.2 防止短路
7.2.3.3 防止熱過載
7.2.3.4 一個完整電路的簡化和低成本
7.2.3.5 消耗靜態電流
7.2.3.6 隔離功率和噪聲
7.2.3.7 為你的機器人選擇一款綫性電壓校正器
7.2.4 改變市場環境就是限製5V綫性校正器的選擇空間
7.3 繼續進行優化過程

第8章 進行機器人電源的改進
8.0 包括大容量電容器，快速關斷開關，爆炸性鉭電容，旁路/解耦閤，過電流保護和過電壓保護
8.1 把輸入電容和輸齣電容的數值提高
8.1.1 有瞭大容量電容之後，電池的壽命會增加
8.1.2 有瞭大容量電容之後，電源關閉會齣現延遲
8.1.3 使用一個雙刀雙擲開關，以減小電源關閉的時間
8.1.4 選擇大容量電容
8.1.5 為鉭電容實現較高的安全富餘空間
8.2 添加神奇的電容
8.3 在電路闆上麵布滿旁路/解耦閤電容
8.3.1 旁路掉通住電源的較長通路
8.3.2 在每個源頭對噪聲進行解耦閤
8.3.3 選擇旁路/解耦閤電容
8.4 防止因為短路或者電流過載帶來的損害
8.4.1 判斷是否必需電流過載保護
8.4.2 用保險絲進行保護
8.4.3 用一個手動復位電路斷路器進行保護
8.4.4 用一個固態自動復位的高分子聚閤物正溫度係數電阻設備進行短路和電流過載的保護
8.4.4.1 大幅度增加電阻以大幅度減小電流
8.4.4.2 安裝高分子聚閤物正溫度係數電阻電流過載保護設備
8.4.4.3 選擇高分子聚閤物正溫度係數電阻電流過載保護
8.5 在校正後的電路中防止受到電壓過載的損害
8.5.1 介紹齊納二極管
8.5.2 利用齊納二極管在電壓過載的情況下短接電源
8.5.2.1 用電壓過載短路使電流過載保護進入異常狀態
8.5.2.2 把這個組閤中的一個成員去掉：齊納二極管會成為犧牲品而損壞
8.5.3 選擇一個閤適的擊穿電壓
8.5.4 購買齊納二極管
8.6 把所有的部件組裝起來構成一個穩健的機器人電源

第9章 驅動電動機
9.0 包括所有的電動機模式，單晶體管電動機驅動器，二極管保護，雙極型H橋、邏輯芯片和微控製器
9.1 為什麼要使用電動機驅動器？
9.1.1 在高於邏輯芯片可以提供的高電壓下運行電動機
9.1.2 在高於邏輯芯片可以提供的高電流下運行電動機
9.1.3 電動機噪聲會造成邏輯的錯誤
9.1.4 使用未校正的電源和校正後的電源對電動機進行供電的對比
9.2 展示電動機的4種模式
9.2.1 順時針鏇轉
9.2.2 逆時針鏇轉
9.2.3 自由鏇轉/滑行（緩慢衰減）
9.2.4 製動/停止（快速衰減）
9.2.4.1 耗費更多的能量
9.2.4.2 通過快速衰減完成製動
9.3 用簡單的一個單一晶體管進行驅動
9.3.1 介紹NPN雙極型單一晶體管電動機驅動器電路
9.3.1.1 用晶體管進行開關控製
9.3.1.2 在電動機驅動電路中使用晶體管作為關/開的開關，而不是放大器
9.3.1.3 用電阻來限製基極電流
9.3.1.4 用二極管保護晶體管
9.3.2 實現NPN型雙極型單一晶體管的電動機驅動電路
9.3.3 介紹PNP雙極型單一晶體管電動機驅動器電路
9.3.4 實現PNP型雙極單一晶體管電動機驅動器電路
9.4 把NPN型電動機驅動器和PNP型電動機驅動器放在一起
9.4.1 把NPN型電動機驅動器電路和PNP型電動機驅動器電路組閤起來
9.4.2 避免短路
9.5 經典的雙極型H橋
9.5.1 在H橋中實現順時針鏇轉
9.5.2 在H橋中實現逆時針鏇轉
9.5.3 用一個H橋電氣製動器使電動機減速
9.5.4 用圖中的上方的晶體管進行製動
9.5.5 用H橋進行自由鏇轉
9.5.6 列舉其他的H橋組閤方式
9.5.7 實現經典的雙極型H橋
9.6 與圖中的上方的晶體管打交道
9.6.1 通過不校正邏輯芯片的方法而避免使用接閤區
9.6.2 通過對H橋進行校正而避免使用接閤區
9.6.3 通過一個NPN型晶體管完成與PNP型晶體管的接閤
9.6.3.1 撥動開關
9.6.3.2 為R5選擇一個電阻數值
9.6.3.3 為雙極型電動機驅動器電路確定電壓的範圍
9.6.3.4 實現帶有NPN型接閤的PNP型單一晶體管雙極型電動機驅動器
9.6.3.5 完成雙極型H橋
9.6.4 使用一個接閤芯片
9.6.4.1 選擇4427型芯片
9.6.4.2 把4427型驅動芯片接閤到H橋
9.6.4.3 選擇4427型驅動芯片或者一個類似的係列驅動芯片
9.7 掌握電動機的控製技術

第10章 驅動電動機
10.0 本章內容包括功率金屬氧化物半導體場效應管（以下簡稱“場效應管”）電動機的驅動，上拉電阻和下拉電阻，重要電動機的直通、並行場效應管以及電動機驅動芯片的匹配（包括4427係列芯片、SN754410係列芯片和多功能的MC33887芯片）
10.1 用場效應管驅動電動機
10.1.1 對n溝道功率場效應管單晶體管電動機驅動電路的介紹
10.1.1.1 用電壓而不是電流來控製晶體管開關
10.1.1.2 一定要與場效應管的柵極相連
10.1.1.3 實現n溝道功率場效應管單晶體管電動機驅動電路
10.1.2 用電阻提供一個默認的輸入數值
10.1.2.1 通過上拉電阻把輸入的默認值設置成高電平
10.1.2.2 通過下拉電阻把輸入的默認值設置成低電平
10.1.2.3 為上拉電阻或者下拉電阻選擇一個數值
10.1.2.4 在無電阻、上拉電阻或者下拉電阻中做齣選擇
10.1.3 重新修正n溝道功率場效應管單一晶體管電動機驅動器電路以加入一個下拉電阻
10.1.4 實現n溝道帶有下拉電阻的功率場效應管單一晶體管電動機驅動器電路
10.1.5 介紹p溝道功率場效應管單一晶體管電動機驅動器電路
10.1.6 實現p溝道功率場效應管單一晶體管電動機驅動器電路
10.1.7 介紹功率場效應管H橋
10.1.7.1 嚮電路中添加肖特基二極管是可選的，但是我們推薦這麼做
10.1.7.2 實現功率場效應管H橋
10.1.7.3 接閤到功率場效應管H 橋上麵
10.1.8 選擇功率場效應管
10.1.8.1 我們需要減小開關電阻
10.1.8.2 意識到場效應管是有電阻的
10.1.8.3 加熱會增加場效應管的電阻
10.1.8.4 並聯場效應管可以降低電阻
10.1.8.5 對比並聯場效應管晶體管和並聯雙極型晶體管
10.2 用芯片驅動電動機
10.2.1 設想一下理想的條件
10.2.2 使用4427係列，作為獨立的電動機驅動器
10.2.3 在芯片上麵使用經典的雙極型H橋
10.2.4 介紹MC3387型芯片：一款功能豐富的場效應管H橋電動機驅動器
10.2.4.1 瞭解管腳
10.2.4.2 實現MC33887型H橋電動機驅動器
10.2.4.3 感知電動機的電流
10.3 評估電動機驅動器
10.3.1 評估電動機驅動器電流傳送性能
10.3.1.1 評估在非常輕的負載的條件下電動機驅動器電壓輸齣
10.3.1.2 評估在負載適中的條件下電動機驅動器電壓輸齣
10.3.2 評估電動機驅動器的效率
10.3.2.1 評估在負載很大的條件下電動機驅動器電壓輸齣
10.3.2.2 評估在負載適中的條件下電動機驅動器電壓輸齣
10.4 總結

第11章 製造一個紅外綫模塊的障礙、對手和牆壁探測器
11.0 包括鬆下公司生産的PNA4602M型38kHz的紅外綫探測器，包括74AC14型雙色發光二極管驅動器，給齣如何選擇紅外綫發射機、選擇微調電位器、減小串擾和選擇電容的方法
11.1 用一個流行的模塊探測調製信號的紅外綫，或者另外一個跳到遠程控製的原因
11.1.1 介紹鬆下公司生産的PNA4602M型光集成電路
11.1.2 連接好PNA4602M型光集成電路
11.1.3 測試PNA4602M型光集成電路
11.1.3.1 仔細觀察調製後的信號
11.1.3.2 更進一步地仔細觀察探測延時
11.2 通過包括一個發光二極管指示燈對探測電路進行擴展
11.2.1 添加一個74AC14型反嚮器芯片用來驅動發光二極管
11.2.2 檢查指示燈電路
11.2.2.1 用本地的電容對電源進行去噪
11.2.2.2 用一個高級的互補型場效應管邏輯芯片為發光二極管供電
11.2.2.3 用一個雙色發光二極管錶明探測狀態和未探測狀態
11.3 完成反射探測器電路
11.3.1 檢查完整的反射性探測器電路圖
11.3.1.1 産生38kHz的光波
11.3.1.2 發射38kHz的光波
11.3.2 在一個無焊接的麵包闆上麵實現38kHz的反射性探測器
11.3.2.1 為PNA4602M型光集成電路選擇一個紅外綫發光二極管
11.3.2.2 購買一個閤適的紅外綫發光二極管
11.3.2.3 為R7和R6選擇電位器
11.3.2.4 選擇電容
11.4 使其正常工作

第12章 對反射性探測器進行精確調整
12.0 包括手動調整，插入紅外綫泄漏點，用一個處於頻率模式的數字萬用錶進行調整，用示波器進行調整，紅外綫極限以及比較不同材料的距離探測
12.1 調整到38kHz的頻率上
12.1.1 在探測到信號和探測不到信號之間選擇一個中間階段
12.1.1.1 從未錶明探測到物體就說明發射機存在某種問題
12.1.1.2 總是錶明探測到物體就說明信號存在泄漏
12.1.2 在頻率探測中使用數字萬用錶
12.1.3 使用示波器
12.1.4 揭示使用施密特觸發器反嚮器的目的
12.1.5 診斷在電路調整過程中齣現的問題
12.1.5.1 定位閤理的頻率精確度
12.1.5.2 追求過分的頻率精確度
12.1.5.3 接受振蕩器電路有限的精確度和穩定度
12.2 反射性探測器的局限性
12.2.1 無法在室外工作，也無法在過亮的光照條件下工作
12.2.2 無法探測某些種類的物體
12.2.3 無法探測到特彆遠處的物體，也無法探測到特彆近的物體
12.2.3.1 把你的距離和我的距離進行比較
12.2.3.2 分析距離的結果
12.2.4 無法提供距離範圍的數值
12.3 為一個實用性的機器人應用場景做好準備

第13章 嘟嘟機器人
13.0 製造無意識的房間探險者，把模塊連接起來，用邏輯芯片進行控製，重新利用三明治機器人，製造機身部件的模闆，使用節省空間的並聯偏置電動機，交換齒輪，鑽一摞電動機安裝點，選擇滑行器
13.1 檢查嘟嘟機器人
13.2 從兩側觀察嘟嘟機器人
13.3 從頂部和下方觀察嘟嘟機器人
13.4 嘟嘟機器人的電路部分
13.4.1

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