Datenbankmodelle und -software für Elektronikanwendungen
Mit seiner Energieeffizienz und seinem reichen Spektrum an quelloffener Software eignet sich der Einplatinencomputer Raspberry Pi auch für die Speicherung von Daten und deren grafische Aufbereitung lokal oder im World Wide Web (WWW).
Dieses Buch stellt verschiedene Datenbankmodelle und diverse Datenbanksoftware vor:
SQL: MariaDB, SQLite
InfluxDB: Telegraf
Grafana
MQTT
Verschlüsselung mit RPi
Apache
PHP
Node RED
Docker
Es zeigt darüber hinaus ausgewählte Ansätze, gespeicherte Daten anzuzeigen und zu verwalten. Ein eigener Abschnitt ist sowohl der SSL-Verschlüsselung der Verbindung als auch dem Betrieb von Servern im WWW gewidmet.
Das Buch richtet sich an alle,
die neugierig sind und gerne die Möglichkeiten des Raspberry Pi ausloten möchten,
die einen Einstieg in das Datenmanagement mit Datenbanken suchen,
die mit einfachen Mitteln schnell loslegen möchten,
die Alternativen aufgezeigt bekommen möchten,
die in komprimierter Form Tipps für eigene Entwicklungen suchen,
die Freude am eigenen Entwickeln und Realisieren haben.
Programmierkenntnisse und -erfahrungen sind für die Installation der Software nicht erforderlich. Jeder einzelne Schritt wird detailliert beschrieben und mit Screenshots visuell unterlegt.
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Das Elektor Arduino Nano MCCAB Trainingsboard enthält alle Bauteile (inkl. Arduino Nano), die für die Übungen des "Mikrocontroller-Praxiskurs für Arduino-Einsteiger" benötigt werden wie Leuchtdioden, Schalter, Taster, akustische Signalgeber usw. Auch externe Sensoren, Motoren oder Baugruppen können mit diesem Mikrocontroller-Übungssystem abgefragt oder gesteuert werden.
Technische Daten (Arduino Nano Trainingsboard MCCAB)
Stromversorgung
Über die USB-Verbindung des zur Erstellung der Programme sowieso angeschlossenen PCs oder ein externes Netzteil (nicht im Lieferumfang enthalten)
Betriebsspannung
+5 Vcc
Eingangsspannung
Alle Eingänge
0 V bis +5 V
VX1 und VX2
+8 V bis +12 V (nur bei Verwendung eines externen Netzteils)
Mikrocontrollermodul
Arduino Nano
Hardwareperipherie
LCD
2x16 Zeichen
Potenziometer P1 & P2
JP3: Auswahl der Betriebsspannung von P1 & P2
Verteiler
SV4: Verteiler für die BetriebsspannungenSV5, SV6: Verteiler für die Ein-/Ausgänge des Mikrocontrollers
Schalter und Taster
RESET-Taster auf dem Arduino Nano-Modul6x Tastschalter K1 … K66x Schiebeschalter S1 … S6JP2: Verbindung der Schalter mit den Eingängen des Mikrocontrollers
Summer
Piezo-Summer Buzzer1 mit Steckbrücke auf JP6
Leuchtanzeigen
LED L auf dem Arduino Nano-Modul, verbunden mit GPIO D1311x LED: Zustandsanzeige für die Ein-/AusgängeJP6: Verbindung der LEDs LD10 … LD20 mit den GPIOs D2 … D12
Serielle SchnittstellenSPI & I²C
JP4: Auswahl des Signals an Pin X der SPI-Steckerleiste SV12SV9 bis SV12: SPI-Interface (3,3 V/5 V) bzw. I²C-Interface
Schaltausgang für externe Geräte
SV1, SV7: Schaltausgang (maximal +24 V/160 mA, extern zugeführt)SV2: 2x13 Pins zum Anschluss externer Module
3x3 LED-Matrix (9 rote LEDs)
SV3: Spalten der 3x3 LED-Matrix (Ausgänge D6 … D8)JP1: Verbindung der Reihen mit den GPIOs D3 … D5
Software
Library MCCABLib
Steuerung der Hardware-Komponenten (Schalter, Taster, Leuchtdioden, 3x3 LED-Matrix, Summer) auf dem MCCAB Trainingsboard
Betriebstemperatur
bis +40 °C
Abmessungen
100 x 100 x 20 mm
Technische Daten (Arduino Nano)
Mikrocontroller
ATmega328P
Architektur
AVR
Betriebsspannung
5 V
Flashspeicher
32 KB, davon 2 KB vom Bootloader belegt
SRAM
2 KB
Taktfrequenz
16 MHz
Analoge IN-Pins
8
EEPROM
1 KB
DC-Strom pro I/O-Pin
40 mA an einem I/O-Pin, insgesamt maximal 200 mA an allen Pins gemeinsam
Eingangsspannung
7-12 V
Digitale I/O-Pins
22 (6 davon sind PWM-fähig)
PWM-Ausgänge
6
Stromverbrauch
19 mA
Abmessungen
18 x 45 mm
Gewicht
7 g
Lieferumfang
1x Elektor Arduino Nano Trainingsboard (MCCAB)
1x Arduino Nano
Open-Source-Code mit Arduino IDE und PlatformIO
Autonomes Fahren: GPS, Accelerometer, Gyroskop
PS3-Controller
Mikrocontroller wie der Arduino und Einplatinenrechner wie der Raspberry Pi haben sich zu beliebten Komponenten entwickelt. Dritter im Bunde ist der ESP32 der Firma Espressif. Mikrocontroller dieser Baureihe zeichnen sich durch eine Vielzahl implementierter Funktionen aus, die bei einem Arduino konventioneller Prägung mit einem Atmel-AVR-Mikrocontroller erst mit weiterer Hardware möglich sind. Prominentes Beispiel sind hier die WiFi- und Bluetooth-Funktionalitäten. Gegenüber einem Raspberry Pi zeichnen sie sich durch einen deutlich geringeren Preis aus.
Allgemeine Informationen für die Realisierung eines Roboterauto-Projekts mit dem ESP32 sind leicht zu finden. Dabei handelt es sich aber oft nur um Ausführungen zu einem Teilaspekt, ohne inhaltliche oder funktionale Abstimmung. So ist nicht nur die Beschaffung der benötigten Informationen mühselig und zeitaufwändig, sie kann auch außerordentlich fehlerträchtig sein.
Ansatzpunkt dieses Buches ist, diese Lücke zu schließen. Es geht auf verschiedene Möglichkeiten eines Chassis ein, vermittelt nötige Kenntnisse und führt schrittweise von einer einfachen Motorsteuerung zu einem komplexen sensor- und sprachgesteuerten Roboterauto. Hacks rund um GPS und eine PlayStation 3 runden die Sache ab.
Inhalt
Bei der Reihenfolge der Kapitel wurde versucht – beginnend bei der Darstellung von grundlegenden Informationen – über die Lösung einfacher Aufgaben zu etwas anspruchsvolleren Techniken zu führen.
Der Mikrocontroller ESP32
Die Software erstellen
Die Stromversorgung
Rund um die Hardware
Das Chassis
Der Gleichstrommotor
Kabellose Steuerung über WiFi
Mit Sensoren Hindernisse erkennen
Eine eigene Roboterauto-App
Servo und Lichtsensor
GPS
Accelerometer / Gyroskop
PS3-Controller
Roboterauto-App
Hinweis zur Software
Die Dateien haben das Suffix (.cpp). Grund ist die Entwicklung mit PlatformIO. Mit Copy & Paste sollten sie auch in der Arduino-IDE verwendet werden können.
Vorübergehende Verzögerung bei der Lieferung von Unitree-Robotern
Wie viele andere Lieferanten erleben auch wir derzeit Verzögerungen bei der Lieferung von Unitree-Robotern. Eine Sendung unseres Lieferanten steckt derzeit im Zoll fest, was leider zu späteren Lieferungen bereits aufgegebener Bestellungen führt.
Wir arbeiten aktiv mit unserem Lieferanten daran, dieses Problem zu lösen, und erwarten in Kürze mehr Klarheit. Leider können wir derzeit jedoch keine festen Zusagen machen. Eine neue Lieferung ist bereits auf dem Weg, wird aber noch etwas Zeit in Anspruch nehmen. Da auch andere Lieferanten mit denselben Herausforderungen konfrontiert sind, ist ein Wechsel zu einem anderen Anbieter derzeit keine schnellere Lösung. Unsere oberste Priorität ist die Lieferung der bestehenden Bestellungen.
Falls Sie Fragen haben oder Ihre Bestellung aktualisieren möchten, zögern Sie bitte nicht, unseren Kundenservice zu kontaktieren. Wir halten Sie über weitere Entwicklungen auf dem Laufenden.
Die Unitree Go2-Serie besteht aus vierbeinigen Robotern für die Forschung und Entwicklung. Entwicklung autonomer Systeme in den Bereichen Mensch-Roboter-Interaktion (HRI), SLAM & Transport. Aufgrund der vier Beine und des 12DOF kann dieser Roboter eine Vielzahl unterschiedlicher Gelände bewältigen. Der Go2 verfügt über einen perfektionierten Antrieb & Power-Management-System, das eine Geschwindigkeit (je nach Ausführung) von bis zu 3,7 m/s oder 11,88 km/h bei einer Betriebszeit von bis zu 4 Stunden ermöglicht. Darüber hinaus verfügen die Motoren über ein Drehmoment von 45 N.m am Körper/Oberschenkel und an den Knien, was auch Sprünge oder Backflips ermöglicht.
Features
Super-Erkennungssystem: 4D LIDAR L1
Maximale Laufgeschwindigkeit: ca. 5 m/s
Spitzengelenkdrehmoment: ca. 45 Nm
Wireless-Modul: WiFi 6/Bluetooth/4G
Extrem lange Akkulaufzeit: ca. 2-4 Stunden
Intelligentes Side-Follow-System: ISS 2.0
Technische Daten
Tracking-Modul: Ferngesteuertes oder automatisches Tracking
Frontkamera: Bildübertragungsauflösung 1280 x 720, Sichtfeld 120°, Ultraweitwinkelobjektiv sorgt für satte Klarheit
Frontlampe: Erhellt den Weg vor Ihnen hell
4D LiDAR L1: 360°x90° omnidirektionales Ultraweitwinkel-Scannen ermöglicht automatisches Ausweichen mit kleinem toten Winkel und stabilen Betrieb
12 Kniegelenkmotoren: Stark und kraftvoll, schön und einfach, Brandy neues visuelles Erlebnis
Intercom-Mikrofon: Effektive Kommunikation ohne Szenario-Einschränkungen
Selbstaufrollender Gurt: Einfaches Tragen und Laden von Gegenständen
Stabiler, leistungsfähiger mit fortschrittlichen Geräten: 3D LiDAR, 4G-ESIM-Karte, WiFi 6 mit Dualband, Bluetooth 5.2 für stabile Verbindung und Fernsteuerung
Leistungsstarker Rechenkern: Motion Controller, Hochleistungs-ARM-Prozessor, verbesserter Al-Algorithmus-Prozessor, externes ORIN NX/NANO
Intelligenter Akku: Standard 8000-mAh-Akku, langlebiger 15000-mAh-Akku, Schutz vor Übertemperatur, Überladung und Kurzschluss.
Lautsprecher für die Musikwiedergabe: Hören Sie Musik nach Lust und Laune
Unitree Go2-Varianten
Der Go2 überzeugt nicht nur durch seine technischen Fähigkeiten, sondern auch durch ein modernes und schlankes Design, das ihm einen futuristischen Look verleiht und ihn zu einem echten Hingucker macht. Der Go2 Air ist speziell für Demos und Präsentationen konzipiert. Mit seinen Grundmerkmalen bietet es eine solide Grundlage, um die Bewegungsfähigkeiten und Funktionalität eines vierbeinigen Roboters zu demonstrieren. Wichtig: Der Go2 Air wird ohne Controller geliefert. Dies kann optional erworben werden.
Mit einer leistungsstarken 8-Core-Hochleistungs-CPU bieten Pro und Edu beeindruckende Rechenleistung, die für komplexe Aufgaben und anspruchsvolle Berechnungen erforderlich ist. Dies ermöglicht eine schnellere und effizientere Datenverarbeitung und macht den Pro und Edu zu einem zuverlässigen Partner für Ihre Projekte.
Ab der Edu-Version ist der Go2 programmierbar und eröffnet endlose Möglichkeiten für die Entwicklung und Erforschung eigener Robotikanwendungen. Der Go2 ist außerdem in der Lage, eine Stufenhöhe von bis zu 14 cm zu bewältigen. Dies macht es zu einem idealen Werkzeug für Forschung, Ausbildung und den Einstieg in die Welt der Robotik.
Der Go2 Edu wird mit einer Fernbedienung geliefert, die Ihnen eine einfache und intuitive Steuerung ermöglicht. Außerdem erhalten Sie eine Dockingstation mit beeindruckender Rechenleistung von 100 TOPS, die mit leistungsstarken KI-Algorithmen ausgestattet ist und Ihnen technischen Support bietet.
Go2 Edu ist mit einem leistungsstarken 15000 mAh-Akku ausgestattet, der ihm eine beeindruckende Laufzeit von bis zu 4 Stunden ermöglicht. Diese lange Betriebszeit ermöglicht es dem Roboter, längere Erkundungsmissionen durchzuführen und anspruchsvolle Aufgaben zu erledigen.
Go2 Edu Plus 3D LiDAR wird mit einem leistungsstarken Hesai XT16 3D LiDAR ausgeliefert. Dieser LiDAR-Sensor ermöglicht dem Roboter eine präzise dreidimensionale Wahrnehmung seiner Umgebung und ermöglicht so eine reibungslose Navigation und intelligente Hindernisvermeidung.
Modellvergleich
Air
Pro
Edu/Edu Plus
Abmessungen (stehend)
70 x 31 x 40 cm
70 x 31 x 40 cm
70 x 31 x 40 cm
Abmessungen (hockend)
76 x 31 x 20 cm
76 x 31 x 20 cm
76 x 31 x 20 cm
Material
Aluminiumlegierung + hochfester Kunststoff
Aluminiumlegierung + hochfester Kunststoff
Aluminiumlegierung + hochfester Kunststoff
Gewicht (mit Akku)
ca. 15 kg
ca. 15 kg
ca. 15 kg
Spannung
28~33,6 V
28~33,6 V
28~33,6 V
Spitzenleistung
ca. 3000 W
ca. 3000 W
ca. 3000 W
Nutzlast
≈7 kg (MAX ~ 10 kg)
≈8 kg (MAX ~ 10 kg)
≈8 kg (MAX ~ 12 kg)
Geschwindigkeit
0~2.5 m/s
0~3.5 m/s
0~3.7 m/s (MAX ~ 5 m/s)
Max. Steigfallhöhe
ca. 15 cm
ca. 16 cm
ca. 16 cm
Max. Steigwinkel
30°
40°
40°
Basisrechenleistung
N/A
8-Kern-Hochleistungs-CPU
8-Kern-Hochleistungs-CPU
Aluminium-Kniegelenkmotor
12 Satz
12 Satz
12 Satz
Gelenkinterne Schaltung (Knie)
✓
✓
✓
Joint Heat Pipe Kühler
✓
✓
✓
Bewegungsbereich
Körper: −48~48°
Körper: −48~48°
Körper: −48~48°
Oberschenkel: −200°~90°
Oberschenkel: −200°~90°
Oberschenkel: −200°~90°
Schaft: −156°~−48°
Schaft: −156°~−48°
Schaft: −156°~−48°
Max. Drehmoment
N/A
ca. 45 N.m
ca. 45 N.m
Super-Weitwinkel 3D-LiDAR
✓
✓
✓
Wireless Vektorpositionierungs-Tracking-Modul
N/A
✓
✓
HD-Weitwinkelkamera
✓
✓
✓
Fußende-Kraftsensor
N/A
N/A
✓
Grundlegende Aktion
✓
✓
✓
Auto-Skalierband
N/A
✓
N/A
Aktualisiertes intelligentes OTA
✓
✓
✓
RTT 2.0 Bildübertragung
✓
✓
✓
App Basic Fernsteuerung
✓
✓
✓
App-Daten anzeigen
✓
✓
✓
App Grafisches Programm
✓
✓
✓
Frontlampe (3 W)
✓
✓
✓
WiFi 6 mit Dualband
✓
✓
✓
Bluetooth 5.2/4.2/2.1
✓
✓
✓
4G-Modul
N/A
CN/GB
CN/GB
Sprachunktion
N/A
✓
✓
Musikwiedergabe
N/A
✓
✓
ISS 2.0 Intelligentes Side-Follow-System
N/A
✓
✓
Intelligente Erkennung und Vermeidung
✓
✓
✓
Sekundäre Entwicklung
N/A
N/A
✓
Manuelle Steuerung
Optional
Optional
✓
Modul mit hoher Rechenleistung
N/A
N/A
Edu: 40 TOPS Rechenleistung
Edu Plus: 100 TOPS Rechenleistung
NVIDIA Jetson Orin (optional)
Intelligente Batterie
Standard (8000 mAh)
Standard (8000 mAh)
Lange Lebensdauer (15000 mAh)
Akkulaufzeit
1-2 Stunden
1-2 Stunden
2-4 Stunden
Ladegerät
Standard (33,6 V, 3,5 A)
Standard (33,6 V, 3,5 A)
Schnellladung (33,6 V, 9 A)
Lieferumgang
1x Unitree Go2 Edu Plus
1x Hesai XT16 3D LiDAR
1x Unitree Go2 Fernbedienung
1x Unitree Go2 Akku (15000 mAh)
1x Unitree Dockingstation mit 100 TOPS Rechenleistung
Downloads
Documentation
iOS/Android apps
GitHub
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Hexadoku
Der Unitree Go2 Controller ist eine spezielle Fernbedienung für die reibungslose und präzise Steuerung des Unitree Go2 Quadruped Robot. Diese bimanuelle Fernbedienung verfügt über integrierte Datenübertragungs- und Bluetooth-Module und ermöglicht so eine zuverlässige drahtlose Kommunikation mit dem Roboter. Sie bietet eine extrem große Reichweite von über 100 Metern in offenen Umgebungen und sorgt so für Flexibilität in verschiedenen Einsatzszenarien.
Technische Daten
Ladespannung
5 V
Ladestrom
2 A
Frequenz
2,4 GHz
Kommunikationsmodi
Datenübertragungsmodul und Bluetooth
Akkukapazität
2500 mAh
Betriebsdauer
ca. 4,5 Stunden
Reichweite
Über 100 Meter im freien Gelände