Das Action-Buch für Maker - Bewegung, Licht und Sound mit Arduino und Raspberry Pi - Experimente und Projekte
von: Simon Monk
dpunkt, 2016
ISBN: 9783960880288
Sprache: Deutsch
360 Seiten, Download: 40607 KB
Format: EPUB, PDF, auch als Online-Lesen
Mehr zum Inhalt
Das Action-Buch für Maker - Bewegung, Licht und Sound mit Arduino und Raspberry Pi - Experimente und Projekte
Das Action-Buch für Maker | 1 | ||
Inhalt | 5 | ||
Kapitel 1: Einleitung | 17 | ||
Arduino und Pi | 17 | ||
Der Raspberry Pi | 17 | ||
Der Arduino | 20 | ||
Welches Gerät – Arduino oder Pi? | 21 | ||
Alternativen | 22 | ||
Zusammenfassung | 24 | ||
Kapitel 2: Der Arduino | 25 | ||
Was ist ein Arduino? | 25 | ||
Die Arduino-IDE installieren | 27 | ||
Sketche hochladen | 29 | ||
Der Code zu diesem Buch | 30 | ||
Programmierleitfaden | 31 | ||
Setup und loop | 31 | ||
Variablen | 32 | ||
Digitale Ausgänge | 32 | ||
Digitale Eingänge | 33 | ||
Analoge Eingänge | 35 | ||
Analoge Ausgänge | 36 | ||
If/else | 37 | ||
Steuerschleifen | 38 | ||
Funktionen | 39 | ||
Zusammenfassung | 41 | ||
Kapitel 3: Der Raspberry Pi | 43 | ||
Was ist ein Raspberry Pi? | 43 | ||
Den Raspberry Pi einrichten | 45 | ||
Eine Micro-SD-Karte mit NOOBS vorbereiten | 46 | ||
SSH einrichten | 47 | ||
SSH auf einem Windows-Computer | 49 | ||
SSH auf Mac und Linux | 50 | ||
Die Linux-Befehlszeile | 51 | ||
Der Code zu diesem Buch | 53 | ||
Programmierleitfaden | 53 | ||
Hello, World | 53 | ||
Tabulatoren und Einrückungen | 54 | ||
Variablen | 55 | ||
If, while usw. | 55 | ||
Die Bibliothek RPi.GPIO | 56 | ||
Der GPIO-Header | 56 | ||
Digitale Ausgänge | 57 | ||
Digitale Eingänge | 58 | ||
Analoge Ausgänge | 58 | ||
Zusammenfassung | 58 | ||
Kapitel 4: Schnelleinstieg | 59 | ||
Steckbretter | 59 | ||
Wie funktioniert ein Steckbrett? | 61 | ||
Ein Steckbrett an den Arduino anschließen | 61 | ||
Ein Steckbrett an den Raspberry Pi anschließen | 62 | ||
Die Software herunterladen | 63 | ||
Experiment: Eine LED steuern | 63 | ||
Stückliste | 64 | ||
Schaltungsaufbau | 64 | ||
Verbindungen mit dem Arduino | 65 | ||
Die Software für den Arduino | 66 | ||
Experimentieren mit dem Arduino | 66 | ||
Verbindungen mit dem Raspberry Pi | 67 | ||
Die Software für den Raspberry Pi | 68 | ||
Experimentieren mit dem Raspberry Pi | 70 | ||
Der Code im Vergleich | 70 | ||
Experiment: Einen Motor steuern | 71 | ||
Stückliste | 72 | ||
Schaltungsaufbau | 72 | ||
Experimentieren ohne Arduino und Raspberry Pi | 73 | ||
Verbindungen mit dem Arduino | 74 | ||
Experimentieren mit dem Arduino | 75 | ||
Verbindungen mit dem Raspberry Pi | 75 | ||
Experimentieren mit dem Raspberry Pi | 75 | ||
Zusammenfassung | 76 | ||
Kapitel 5: Grundlagen der Elektronik | 77 | ||
Stromstärke, Spannung und Widerstand | 77 | ||
Stromstärke | 77 | ||
Spannung | 79 | ||
Masse | 79 | ||
Widerstand | 79 | ||
Leistung | 80 | ||
Häufig verwendete Bauteile | 81 | ||
Widerstände | 81 | ||
Transistoren | 82 | ||
Dioden | 89 | ||
LEDs | 89 | ||
Kondensatoren | 90 | ||
Integrierte Schaltkreise (ICs) | 90 | ||
Das kleine Einmaleins der Anschlüsse | 90 | ||
Digitale Ausgänge | 91 | ||
Digitale Eingänge | 91 | ||
Analoge Eingänge | 91 | ||
Analoge Ausgänge | 92 | ||
Serielle Kommunikation | 92 | ||
Zusammenfassung | 92 | ||
Kapitel 6: LEDs | 93 | ||
Herkömmliche LEDs | 93 | ||
Die Stromstärke begrenzen | 94 | ||
Projekt: Ampel | 96 | ||
Stückliste | 97 | ||
Grundkonstruktion | 97 | ||
Verbindungen mit dem Arduino | 97 | ||
Die Software für den Arduino | 98 | ||
Verbindungen mit dem Raspberry Pi | 99 | ||
Die Software für den Raspberry Pi | 100 | ||
PWM für LEDs | 101 | ||
RGB-LEDs | 102 | ||
Experiment: Farben mischen | 103 | ||
Die Hardware | 103 | ||
Stückliste | 105 | ||
Verbindungen mit dem Arduino | 105 | ||
Die Software für den Arduino | 106 | ||
Experimentieren mit dem Arduino | 106 | ||
Verbindungen mit dem Raspberry Pi | 107 | ||
Die Software für den Raspberry Pi | 108 | ||
Experimentieren mit dem Raspberry Pi | 109 | ||
Zusammenfassung | 110 | ||
Kapitel 7: Motoren, Pumpen und Aktoren | 111 | ||
Drehzahlregelung (PWM) | 113 | ||
Experiment: Die Drehzahl eines Gleichstrommotors regeln | 113 | ||
Die Hardware | 113 | ||
Verbindungen mit dem Arduino | 113 | ||
Die Software für den Arduino | 114 | ||
Experimentieren mit dem Arduino | 116 | ||
Verbindungen mit dem Raspberry Pi | 116 | ||
Die Software für den Raspberry Pi | 116 | ||
Experimentieren mit dem Raspberry Pi | 118 | ||
Gleichstrommotoren über ein Relais steuern | 118 | ||
Ein Relais mit dem Arduino oder dem Raspberry Pi schalten | 120 | ||
Relaismodule | 121 | ||
Experiment: Einen Gleichstrommotor über ein Relaismodul steuern | 122 | ||
Stückliste | 122 | ||
Verkabelung | 123 | ||
Die Software für den Arduino | 123 | ||
Die Software für den Raspberry Pi | 124 | ||
Einen Motor auswählen | 125 | ||
Drehmoment | 125 | ||
Drehzahl | 126 | ||
Getriebe | 126 | ||
Getriebemotoren | 127 | ||
Pumpen | 127 | ||
Peristaltische Pumpen | 128 | ||
Kreiselpumpen | 129 | ||
Projekt: Arduino-Bewässerungsanlage für Zimmerpflanzen | 130 | ||
Grundkonstruktion | 130 | ||
Stückliste | 131 | ||
Zusammenbau | 132 | ||
Die Software | 134 | ||
Das Projekt verwenden | 136 | ||
Linearaktoren | 137 | ||
Magnetventile | 138 | ||
Zusammenfassung | 140 | ||
Kapitel 8: Motorsteuerung für Fortgeschrittene | 141 | ||
H-Brücken | 142 | ||
H-Brücken auf einem Chip | 143 | ||
Experiment: Drehrichtung und Drehzahl eines Motors steuern | 145 | ||
Stückliste | 146 | ||
Grundkonstruktion | 147 | ||
Schaltungsaufbau | 148 | ||
Experimentieren | 149 | ||
Verbindungen mit dem Arduino | 151 | ||
Die Software für den Arduino | 152 | ||
Experimentieren mit dem Arduino | 154 | ||
Verbindungen mit dem Raspberry Pi | 155 | ||
Die Software für den Raspberry Pi | 155 | ||
Experimentieren mit dem Raspberry Pi | 157 | ||
Andere H-Brücken-ICs | 158 | ||
L298N | 158 | ||
TB6612FNG | 162 | ||
H-Brücken-Module | 162 | ||
Projekt: Arduino-Getränkedosenpresse | 164 | ||
Stückliste | 165 | ||
Verkabelung | 165 | ||
Mechanische Konstruktion | 166 | ||
Die Software für den Arduino | 166 | ||
Zusammenfassung | 168 | ||
Kapitel 9: Servomotoren | 169 | ||
Verschiedene Arten von Servomotoren | 169 | ||
Servomotoren steuern | 171 | ||
Experiment: Die Stellung eines Servomotors steuern | 171 | ||
Die Hardware | 172 | ||
Stückliste | 173 | ||
Verbindungen mit dem Arduino | 173 | ||
Die Software für den Arduino | 174 | ||
Experimentieren mit dem Arduino | 176 | ||
Verbindungen mit dem Raspberry Pi | 176 | ||
Die Software für den Raspberry Pi | 177 | ||
Experimentieren mit dem Raspberry Pi | 178 | ||
Projekt: Pepe, die tanzende Raspberry Pi-Marionette | 179 | ||
Stückliste | 180 | ||
Grundkonstruktion | 180 | ||
Zusammenbau | 181 | ||
Die Software | 188 | ||
Die Marionette verwenden | 190 | ||
Zusammenfassung | 190 | ||
Kapitel 10: Schrittmotoren | 191 | ||
Verschiedene Arten von Schrittmotoren | 192 | ||
Bipolare Schrittmotoren | 192 | ||
Experiment: Einen bipolaren Schrittmotor steuern | 195 | ||
Stückliste | 196 | ||
Grundkonstruktion | 196 | ||
Die Arduino-Version | 197 | ||
Verbindungen mit dem Arduino | 197 | ||
Die Software für den Arduino (die ausführliche Variante) | 199 | ||
Die Software für den Arduino (die einfache Variante) | 201 | ||
Experimentieren mit dem Arduino | 203 | ||
Die Raspberry Pi-Version | 204 | ||
Verbindungen mit dem Raspberry Pi | 204 | ||
Die Software für den Raspberry Pi | 205 | ||
Experimentieren mit dem Raspberry Pi | 207 | ||
Unipolare Schrittmotoren | 207 | ||
Darlington-Arrays | 208 | ||
Experiment: Einen unipolaren Schrittmotor steuern | 209 | ||
Die Hardware | 210 | ||
Stückliste | 211 | ||
Verbindungen mit dem Arduino | 212 | ||
Verbindungen mit dem Raspberry Pi | 212 | ||
Die Software | 213 | ||
Mikroschrittbetrieb | 213 | ||
Experiment: Mikroschrittbetrieb mit dem Raspberry Pi | 214 | ||
Stückliste | 214 | ||
Verbindungen mit dem Raspberry Pi | 215 | ||
Software | 215 | ||
Experimentieren | 218 | ||
Bürstenlose Gleichstrommotoren | 218 | ||
Zusammenfassung | 220 | ||
Kapitel 11: Heizen und Kühlen | 221 | ||
Widerstandsheizung | 221 | ||
Experiment: Heizen mit Widerständen | 221 | ||
Stückliste | 222 | ||
Zusammenbau | 222 | ||
Experimentieren | 222 | ||
Projekt: Zufallsgesteuerter Arduino-Ballonzerplatzer | 223 | ||
Stückliste | 224 | ||
Die Hardware | 224 | ||
Die Software | 225 | ||
Den Ballonzerplatzer verwenden | 227 | ||
Heizelemente | 227 | ||
Leistung und Energie | 228 | ||
Von der Leistung zum Temperaturanstieg | 228 | ||
Kochendes Wasser | 229 | ||
Peltier-Elemente | 229 | ||
Wie funktioniert ein Peltier-Element? | 230 | ||
Praktische Überlegungen | 231 | ||
Projekt: Getränkekühler | 232 | ||
Stückliste | 233 | ||
Zusammenbau | 234 | ||
Das Projekt verwenden | 235 | ||
Zusammenfassung | 235 | ||
Kapitel 12: Regelkreise | 237 | ||
Ein einfacher Thermostat | 237 | ||
Experiment: Wie gut funktioniert ein Ein/Aus-Thermostat? | 238 | ||
Stückliste | 239 | ||
Grundkonstruktion | 240 | ||
Schaltungsaufbau | 241 | ||
Die Software | 242 | ||
Experimentieren | 245 | ||
Hysterese | 247 | ||
PID-Steuerung | 248 | ||
Proportionalität (P) | 248 | ||
Integral (I) | 250 | ||
Ableitung (Derivativ, D) | 251 | ||
PID-Regler einstellen | 251 | ||
Experiment: PID-geregelter Thermostat | 252 | ||
Die Hardware | 253 | ||
Die Software für den Arduino | 253 | ||
Experimentieren mit dem Arduino | 256 | ||
Verbindungen mit dem Raspberry Pi | 260 | ||
Die Software für den Raspberry Pi | 261 | ||
Experimentieren mit dem Raspberry Pi | 265 | ||
Projekt: Getränkekühler mit Thermostat | 266 | ||
Die Hardware | 267 | ||
Stückliste | 267 | ||
Grundkonstruktion | 268 | ||
Zusammenbau | 269 | ||
Die Software für den Arduino | 271 | ||
Zusammenfassung | 275 | ||
Kapitel 13: Wechselstrom schalten | 277 | ||
Wechselstrom schalten – in der Theorie | 278 | ||
Was ist Wechselstrom? | 278 | ||
Relais | 279 | ||
Optokoppler | 280 | ||
Nulldurchgangs-Optokoppler und Triacs | 281 | ||
Wechselstrom schalten – in der Praxis | 282 | ||
Relaismodule | 282 | ||
Halbleiterrelais | 284 | ||
Der PowerSwitch Tail | 285 | ||
Projekt: Zeitschaltuhr mit dem Raspberry Pi | 285 | ||
Stückliste | 286 | ||
Zusammenbau | 286 | ||
Die Software | 287 | ||
Das Projekt verwenden | 288 | ||
Zusammenfassung | 288 | ||
Kapitel 14: Displays | 289 | ||
LED-Streifen | 289 | ||
Experiment: Einen RGB-LED-Streifen steuern | 290 | ||
Stückliste | 291 | ||
Verbindungen mit dem Arduino | 291 | ||
Die Software für den Arduino | 292 | ||
Verbindungen mit dem Raspberry Pi | 293 | ||
Die Software für den Raspberry Pi | 295 | ||
I2C-OLED-Displays | 297 | ||
Experiment: Ein I2C-Displaymodul an einem Raspberry Pi | 298 | ||
Stückliste | 298 | ||
Verbindungen | 299 | ||
Die Software | 299 | ||
Experimentieren | 301 | ||
Projekt: Getränkekühler mit Temperaturanzeige | 302 | ||
Stückliste | 302 | ||
Verbindungen | 303 | ||
Die Software | 303 | ||
Zusammenfassung | 305 | ||
Kapitel 15: Ton | 307 | ||
Experiment: Lautsprecher ohne Verstärkung am Arduino | 307 | ||
Stückliste | 308 | ||
Schaltungsaufbau | 308 | ||
Die Software für den Arduino | 309 | ||
Experimentieren mit dem Arduino | 310 | ||
Verstärker | 311 | ||
Experiment: Klangdateien auf einem Arduino abspielen | 311 | ||
Stückliste | 312 | ||
Die Klangdatei erstellen | 312 | ||
Die Software für den Arduino | 314 | ||
Experimentieren mit dem Arduino | 314 | ||
Einen Verstärker an den Arduino anschließen | 315 | ||
Klangdateien auf dem Raspberry Pi abspielen | 317 | ||
Projekt: Pepe spricht | 318 | ||
Stückliste | 319 | ||
Schaltungsaufbau | 320 | ||
Die Software | 321 | ||
Die sprechende Marionette verwenden | 323 | ||
Zusammenfassung | 323 | ||
Kapitel 16: Das Internet der Dinge | 325 | ||
Bottle für den Raspberry Pi | 326 | ||
Projekt: Ein Webschalter mit dem Raspberry Pi | 327 | ||
Die Hardware | 327 | ||
Die Software | 328 | ||
Den Webschalter verwenden | 329 | ||
Der Arduino im Netzwerk | 329 | ||
Projekt: Die tanzende Marionette über Twitter steuern | 331 | ||
Pepe mit dem Internet verbinden | 332 | ||
IFTTT (IF This Then That) | 335 | ||
Das Projekt verwenden | 337 | ||
Zusammenfassung | 338 | ||
Anhang A: Teile | 339 | ||
Lieferanten | 339 | ||
Widerstände und Kondensatoren | 340 | ||
Halbleiterelemente | 341 | ||
Anschlusselemente | 342 | ||
Verschiedenes | 342 | ||
Pinbelegungen | 343 | ||
Anhang B: GPIO-Pinbelegung des Raspberry Pi | 345 | ||
Stichwortverzeichnis | 347 | ||
www.dpunkt.de | 0 |