Das Thema Robotik ist so aktuell wie
niemals zuvor, das zeigen nicht nur modernste Industrieanwendungen, das
zeigt auch die zunehmende Anzahl von Lehrveranstaltungen an Schulen und
Hochschulen, von Forschungsprogrammen und Interessengemeinschaften.
Leider
wird der Zugang zu diesem Forschungsbereich nicht immer leicht gemacht.
Wie kann man auch einfach und einprägsam solch komplexe Inhalte wie
Drehzahlregelung, Lageregelung, Bahnplanung, Aktuatorik und Sensorik,
Kognition im Allgemeinen und Bildverarbeitung im Besonderen vermitteln?
Zusammen mit den Grundlagen der dazugehörigen Hardware und
Programmierung? Und dies noch auf einem bezahlbaren und
reproduzierbaren, transparenten Basissystem? Mit kostenfrei zugänglichen
Software-Entwicklungswerkzeugen?
Alle Quellen inklusive Bibliothek können unter
quellen_enb_rob.zip (140 KB) als Komplettpaket heruntergeladen werden.
Dass es möglich ist, zeigt dieses Buch.
Die
Autorenschaft setzt sich aus Mitarbeitern des Institutes für Technische
Informatik von Herrn Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Dillmann (ITEC,
Universität Karlsruhe (TH)) zusammen, die in zahlreichen Forschungs- und
Industrieprojekten umfangreiche Erfahrungen im Bereich Robotik sammeln
konnten und auch in der Lehre über die Jahre hinweg gelernt haben,
dieses Wissen weiterzugeben.
Entstanden ist ein Buch, welches
sowohl den interessierten Laien als auch den Fachmann anspricht. Die
verwendete Mikrocontroller- und Mechanikplattform ermöglicht einen
schnellen, robusten und kostengünstigen Aufbau der Experimente. Die zu
Grunde liegende Methodik wird auf eine Art und Weise vermittelt, die
eine Portierung auf komplexere Systeme einfach macht.
In diesem Buch werden u. a. behandelt:
Grundlagen
zu Mikrocontrollern (Entwicklungs-Toolchain, serielle Kommunikation
usw.), Aktuatoren, Sensoren (LDRs, PSDs ...), Drehzahl- und
Lageregelung, Bahnplanung, reflexbasiertes Verhalten,
Subsumptionsnetzwerke, Bildverarbeitung und Realtime-Multitasking.
Weitere Informationen zum Buch finden Sie
hier.
Inhaltsverzeichnis
1 Das Mikrocontroller-Board 11
1.1 Einführung 11
1.2 Der Mikrocontroller 11
1.2.1 Grundlegendes und Geschichtliches 11
1.2.2 Details zum 8051 12
1.3 Die Schaltung des Mikrocontroller-Boards 13
1.4 Baugruppen auf dem Mikrocontroller-Board 13
1.5 Hinweise zum Aufbau und zur Inbetriebnahme 17
1.6 Mögliche Fehlerquellen 20
1.7 Quellen 20
2 Eine Entwicklungsumgebung für den Mikrocontroller 21
2.1 Auswahl des Compilers 21
2.2 Der Ablauf der Programmentwicklung 22
2.3 Erste Schritte mit dem Entwicklungssystem 24
2.4 Übersicht zur Programmentwicklung 29
2.5 Die C-Erweiterungen für den 8051 29
2.5.1 Speichermodifizierer 30
2.5.2 Interrupt-Programmierung 31
2.5.3 Reentrant-fähige Funktionen 32
2.5.4 Inline-Assembler und direkter Speicherzugriff aus C 32
2.6 Debugging mit dem Elektor-Board 33
2.7 Quellen und Quelltexte 39
3 Der Roboter entsteht 41
3.1 Einführung 41
3.2 Die Servomotoren 42
3.3 Aufbauanleitung zur Robotermechanik 44
3.4 Stromlaufplan 49
3.5 Kommentare zum Aufbau und mögliche Fehlerquellen 52
4 Kommunikation über die serielle Schnittstelle 55
4.1 Einführung 55
4.2 Grundlagen der seriellen
