Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi

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.

lt;br />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 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

"Das Buch ist eine Fundgrube für viele praktische Tipps zu allen Arbeitsschritten eines solchen Autobaus." MagPi 201703