Make: Action: Movement, Light, and Sound with Arduino and Raspberry Pi

Copyright......Page 4
Table of Contents......Page 5
Raspberry Pi......Page 17
Arduino......Page 19
Choosing a Device: Arduino or Pi?......Page 20
Alternatives......Page 21
Summary......Page 22
What Is an Arduino?......Page 25
Installing the Arduino IDE......Page 27
Uploading a Sketch......Page 29
Programming Guide......Page 30
Variables......Page 31
Digital Inputs......Page 32
Analog Inputs......Page 34
Analog Outputs......Page 35
If/Else......Page 36
Loops......Page 37
Functions ......Page 38
Summary......Page 39
What Is a Raspberry Pi?......Page 41
Setting Up Your Raspberry Pi......Page 43
Preparing a MicroSD Card with NOOBS......Page 44
Setting Up SSH......Page 45
SSH on a Windows Computer......Page 47
The Linux Command Line......Page 48
The Book Code......Page 50
Tabs and Indents......Page 51
if, while, etc.......Page 52
The GPIO Header......Page 53
Digital Outputs......Page 54
Summary......Page 55
Solderless Breadboard......Page 57
Connecting a Breadboard to the Arduino......Page 59
Connecting a Breadboard to the Raspberry Pi......Page 60
Downloading the Software......Page 61
Breadboard Layout......Page 62
Arduino Connections......Page 63
Arduino Software......Page 64
Raspberry Pi Connections......Page 65
Raspberry Pi Software......Page 67
Comparing the Code......Page 68
Parts List......Page 69
Breadboard Layout......Page 70
Experimenting Without Arduino or Raspberry Pi......Page 71
Arduino Connections......Page 72
Raspberry Pi Connections......Page 73
Summary......Page 74
Current......Page 75
Voltage......Page 76
Resistance......Page 77
Power......Page 78
Resistors......Page 79
Transistors......Page 80
LEDs......Page 87
Integrated Circuits......Page 88
Analog Inputs......Page 89
Summary......Page 90
Chapter 6. LEDs......Page 91
Current Limiting......Page 92
Project: Traffic Signal......Page 94
Parts List......Page 95
Arduino Connections......Page 96
Arduino Software......Page 97
Raspberry Pi Connections......Page 98
Raspberry Pi Software......Page 99
PWM and LEDs......Page 100
RGB LEDs......Page 101
Hardware......Page 102
Arduino Connections......Page 104
Arduino Software......Page 105
Raspberry Pi Connections......Page 106
Raspberry Pi Software......Page 107
Summary......Page 109
Chapter 7. Motors, Pumps, and Actuators......Page 111
Hardware......Page 112
Arduino Connections......Page 113
Arduino Software......Page 114
Raspberry Pi Connections......Page 116
Raspberry Pi Software......Page 117
Controlling DC Motors with a Relay......Page 118
Switching a Relay with Arduino or Raspberry Pi......Page 119
Relay Modules......Page 121
Wiring......Page 122
Arduino Software......Page 123
Torque......Page 124
RPM......Page 125
Pumps......Page 126
Peristaltic Pumps......Page 127
Velocity Pumps......Page 128
Design......Page 130
Parts List......Page 131
Construction......Page 132
Software......Page 134
Linear Actuators......Page 136
Solenoids......Page 138
Summary......Page 139
Chapter 8. Advanced Motor Control......Page 141
H-Bridges......Page 142
H-Bridge on a Chip......Page 144
Experiment: Control the Direction and Speed of a Motor......Page 146
Parts List......Page 147
Design......Page 148
Breadboard Layout......Page 149
Experimenting......Page 151
Arduino Connections......Page 152
Arduino Software......Page 153
Arduino Experimentation......Page 155
Connecting the Raspberry Pi......Page 156
Raspberry Pi Software......Page 157
Raspberry Pi Experimentation......Page 158
L298N......Page 159
H-Bridge Modules......Page 163
Parts List......Page 165
Wiring......Page 166
Arduino Software......Page 167
Summary ......Page 168
Servomotors......Page 169
Controlling a Servo......Page 170
Experiment: Control the Position of a Servomotor......Page 171
Parts List......Page 172
Connecting the Arduino......Page 173
Arduino Software......Page 174
Experimenting with Arduino......Page 175
Raspberry Pi Software......Page 176
Project: Pepe, the Dancing Raspberry Pi Puppet......Page 178
Design......Page 180
Construction......Page 181
Software......Page 188
Using Pepe the Puppet......Page 189
Summary......Page 190
Chapter 10. Stepper Motors......Page 191
Bipolar Stepper Motors......Page 192
Experiment: Controlling a Bipolar Stepper Motor......Page 194
Parts List......Page 195
Design......Page 196
Arduino Connections......Page 197
Arduino Software (the Hard Way)......Page 199
Arduino Software (the Easy Way)......Page 201
Arduino Experimentation......Page 202
Raspberry Pi Connections......Page 203
Raspberry Pi Software......Page 204
Unipolar Stepper Motors......Page 206
Darlington Arrays......Page 207
Experiment: Controlling a Unipolar Stepper Motor......Page 208
Hardware......Page 209
Parts List......Page 210
Raspberry Pi Connections......Page 211
Microstepping......Page 212
Parts List......Page 213
Software......Page 214
Experimenting......Page 216
Brushless DC Motors......Page 217
Summary......Page 218
Parts List......Page 219
Experimenting......Page 220
Project: Arduino Random Balloon Popper......Page 221
Hardware......Page 222
Software......Page 224
Heating Elements......Page 225
Boiling Water......Page 226
How Peltier Elements Work......Page 227
Practical Considerations......Page 228
Parts List......Page 231
Construction......Page 232
Using the Project......Page 233
Summary......Page 234
The Simple Thermostat......Page 235
Experiment: How Good Is On/Off Thermostatic Control?......Page 236
Parts List......Page 237
Design......Page 238
Breadboard Layout......Page 239
Software......Page 240
Experimenting......Page 243
Hysteresis......Page 244
PID Control......Page 245
Proportional (P)......Page 246
Integral (I)......Page 247
Tuning a PID Controller......Page 248
Experiment: PID Thermostatic Control......Page 249
Arduino Software......Page 250
Arduino Experimentation......Page 252
Connecting the Raspberry Pi......Page 256
Raspberry Pi Software......Page 257
Raspberry Pi Experimentation......Page 261
Parts List......Page 262
Design......Page 263
Construction......Page 264
Arduino Software......Page 266
Summary......Page 270
Chapter 13. Controlling AC......Page 271
What Is Alternating Current?......Page 272
Optoisolator......Page 273
Zero-Crossing Optoisolators and Triacs......Page 274
Relay Modules......Page 276
Solid State Relays (SSRs)......Page 278
Parts List......Page 279
Construction......Page 280
Software......Page 281
Summary......Page 282
LED Strips......Page 283
Experiment: Controlling an RGB LED Strip Display......Page 284
Arduino Connections......Page 285
Arduino Software......Page 286
Raspberry Pi Connections......Page 287
Raspberry Pi Software......Page 289
I2C OLED Displays......Page 291
Parts List......Page 292
Software......Page 293
Project: Adding a Display to the Beverage Cooler Project......Page 295
Connections......Page 296
Software......Page 297
Summary......Page 298
Experiment: Unamplified Speaker and Arduino......Page 299
Breadboard Layout......Page 300
Arduino Software......Page 301
Amplifiers......Page 302
Creating the Sound Data......Page 303
Arduino Code......Page 305
Connecting an Arduino to an Amplifier......Page 306
Project: Pepe the Puppet Gets a Voice......Page 309
Parts List......Page 310
Breadboard Layout......Page 311
Software......Page 312
Summary......Page 314
Chapter 16. The Internet of Things......Page 315
Raspberry Pi and Bottle......Page 316
Hardware......Page 317
Software......Page 318
Arduino and Networks......Page 319
Project: Puppet Twitter Notifier......Page 321
Putting Pepe on the Internet......Page 322
IFTTT (If This Then That)......Page 325
Using the Project......Page 327
Summary......Page 328
Suppliers......Page 329
Resistors and Capacitors......Page 330
Semiconductors......Page 331
Hardware......Page 332
Pinouts......Page 333
Notes......Page 335
Index......Page 337
About the Author......Page 355