Measuring Does Not Have to be Expensive
Low-Cost Audio TesterUsing PC-Based Software and a USB Audio Interface
AC Grid Frequency MeterMonitor Mains Frequency and Voltage
A Modest Inductance MeterAn Affordable Solution for Your Workbench
Acoustic Wave HoveringA Look at the Makerfabs Acoustic Levitation Kit
Starting Out in ElectronicsRectifiers E-FFWD: Looking Ahead Again!
Get Started With Your OscilloscopeFind Your Way Through the Knobs and Buttons
Raspberry Pi Pico Makes an MSF-SDRDecode a Time Signal with a Pi Pico SDR
Moisture Sensors for Watering SystemsAutomatic Watering
Disruption in Test and Measurement EquipmentInnovation from the Smaller Players Infographics 7-8/2022
Inspiration, That’s What It’s All AboutInterview with Entrepreneur Walter Arkesteijn, InnoFaith Beauty Sciences Minimizing EMC Interference from Storage Chokes
GUIs with Python (Part 5)Tic-Tac-Toe
Reed RelaysPeculiar Parts, the series Simple Analog ESR Meter With Moving-Coil Meter Precision
Sigfox CO2 Traffic LightNo Wi-Fi Network Needed!
Women in Tech“It's All About Merit Until Merit Has Tits”
Low-Budget Tablet Oscilloscope ADS1013DGood Value for Money?
Smart Plug TeardownWhich Ones Are Hacker-Friendly?
Skin Impedance and Skin CapacitanceSmall Experiments
From Life’s ExperienceNo Local Business
Pokit Meter ReviewA Swiss army knife of test gear
HexadokuThe Original Elektorized Sudoku
Elektor GREEN and GOLD members can download their digital edition here.
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Project Update: ESP32-Based Energy MeterNext Steps in Prototyping
Optimizing Balcony Power PlantsConsiderations, Interesting Facts, and Calculations
ESP32 With OpenDTU for Balcony Power PlantsRead Data from Small Inverters Via MCUs
Variable Linear Power Supply Ensemble0…50 V / 0…2 A + Dual Symmetrical Supply
Energy Storage Today and TomorrowAn Interview With Simon Engelke
2024: An AI OdysseyIt’s Not Letting Up
Bluetooth LE on the STM32A Way to Read Measurements Remotely
Human-Centric Smart Kitchen Grocery Container
MAUI: Programming for PC, Tablet, and SmartphoneThe New Framework in Theory and Practice
ChatMagLevThe AI Way of Levitation
Simple PV Power RegulatorBuild Your First, Fully Functional PV Energy Management System
Cold-Cathode DevicesPeculiar Parts, the Series
From Life’s ExperienceNostalgia
Starting Out in Electronics……Looking at FETs
CAN Bus Tutorial for the Arduino UNO R4Two UNO R4s Hop on the Bus!
Infographics: Power & Energy
Comprehensive Design and Development SupportArrow Engineering Services
Comparing Power Density and Power Efficiency
Aluminium Electrolytic CapacitorsInterference Potential in Audio Technology
USB Test and MeasurementThe Fnirsi FNB58
The Pixel Pump Pick-and-Place ToolSimplifying Manual SMT Board Assembly
HomeLab ToursNot So Long Ago, in a Far-Away Country...
“In the world of ethics in electronics, even small steps can make a significant impact.”
Ethics in ElectronicsThe OECD Guidelines and Germany’s Supply Chain Due Diligence Act
Chadèche: Smart Ni-MH Charger/DischargerA Reader’s Project in Brief
Err-lectronicsCorrections, Updates and Readers’ Letters
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For Eyes and Ears
Video Output with Microcontrollers (1)Composite Video
electronica 2022News from the world’s leading electronics trade show
ESP32 CameraSo Simple, It Doesn’t Even Have to Use Wi-Fi
ATX Power Supply for Raspberry Pi
32 Ω Headphone AmplifierSimple But High-Quality 3-Chip Solution
SDR Radio-Controlled clocksFive Time Signals, Six Displays
Starting Out in ElectronicsSpecial Diodes
From Life's ExperienceMusings on the Quality of Things
Reverse-Engineering a Bluetooth Low Energy LED BadgeHow to Control a BLE Device with a Python Script
MakePython ESP32 Development KitEverything in a Box
THD Measurement with an Oscilloscope and FFTEasily Calculate the Distortion Factor
All-Seeing MachinesThe Technology Behind Today’s Industrial Vision Systems
Infographics
The Evolution of Voice and Audio Control for Electronic Devices
WEEF 2022 in Review
FFWD electronica 2022 in ReviewInnovators Did Not Fail to Impress
The TubeAn Unusual Tube Amplifier
Biomaterial in Electronics: Ready or Not
Opera Cake Antenna Switch for HackRF OneConnect Up To Eight Antennas To Your SDR
Engineering with Arduino and MoreAn Interview with Author Ashwin Pajankar
LiDAR Precision GaugeMeasure up to 12 Meters
Audio Signals and the ESP32The ESP-ADF Environment in Practice
Elektor Fortissimo-100 Power Amplifier Kit
Using Light for Sound EffectsLDR-Based Voltage-Controlled 24 dB/oct Synthesizer Filter
Elektor High-Power AF AmplifierThe Loudest of Them All!
HomeLab ToursA Volumetric Display Made in Canada
Err-lectronicsCorrections, Updates and Readers’ Letters
Hexadoku
DRIVING MOTORS WITH H-BRIDGESAn Introduction to DC, Stepper, and Brushless Motors
THE ELEKTOR LAB TEAMOur Approach, Preferred Tools, and More
RASPBERRY PI AS A KVM REMOTE CONTROLPi-KVM Software Test
IQAUDIO CODEC ZEROA Sound Card for the Raspberry Pi Family
THE PIKVM PROJECT AND LESSONS LEARNEDInterview with Maxim Devaev (Developer, PiKVM)
AUTONOMOUS VEHICLE WITH 2D LIDARESP32 Pico Interprets Data from the Lidar Module THE RASPBERRY PI ZERO 2 W GOES QUAD-CORE NOTES FROM THE 2021 WORLD ETHICAL ELECTRONICS FORUM
MOTOR CONTROLHow the Complexity of Motor Control Is Simplified
LARGE ELECTRIC MOTORSBasic Principles and Useful Information GETTING STARTED WITH THE ESP32-C3 RISC-V MCU
PROTECT YOURSELF AND OTHERS!DIY Master Power Switch for the Lab Bench
CREATE GUIS WITH PYTHON (PART 2)Spy name chooser
PRODUCTRONICA FAST FORWARD 2021 WINNERSExciting Technologies and Creative Engineering Solutions
VERSATILE SERVO TESTERCheck Behavior When There’s No Datasheet
MODBUS OVER WLAN (PART 2)Software for the Modbus TCP WLAN Module
UNDERSTANDING THE NEURONS IN NEURAL NETWORKS (PART 3)Practical Neurons
INSIDE AN OPEN-SOURCE PROCESSORSample Chapter: Lattice and Xilinx FPGA Results
STARTING OUT IN ELECTRONICSWe Are Not Yet Done with the Coil
ERR-LECTRONICSCorrections, Updates and Readers’ Letters
COLOR TO SOUNDHow to Read Out a Color Sensor via I2C
BATTLAB-ONEMeasure and Optimize the Battery Life of IoT Devices
SIMPLE EARTH-LEAKAGE TRACERTesting Isolation of Mains Supply
POVERTY AND ELECTRONICSSustainable Development Goal 1
HEXADOKUThe Original Elektorized Sudoku
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Tiny Solar SupplySunlight In, 3.3 V Out
Solid-State Stereo Audio SwitchFree of Clicks and Moving Parts
Large RGB DigitWith Through-Hole WS2812 LEDs
Microphone Preamplifier with 48-V Phantom Power DistributionGreat for Podcasting and Pro Audio
Square Wave Generators with Duty Cycle and Frequency ControlsSimple Circuits with CMOS and TTL ICs
Simple Dynamic CompressorWith Soft Control and Warm Sound
Simple Electronic Lock
Active RectifierA solution or 2…40 V at up to 3 A with Reverse Current Suppression
On / Off Switching System for Active Boxes
Unbalanced/Balanced ConverterWith RFI Filter and DC Protection
2023: An AI OdysseyWhere Did It Come From? Where Is It Going?
Speed Controller for Fan or VentilatorWith Manual and Thermostat Modes
The Latest from Arduino Project HubNew Projects from the Community
Power Overload MonitorMonitor Power Lines for Excessive Current
Blink in the Dark Without TransistorsAn Oscillator with Only Two-Terminal Parts
Morse Code GeneratorUse It as Beacon or Learning Device!
Programmable Video DACHandles Any Format up to RGB888
A T(eeny) Tiny PianoWithout Moving Parts
Dual Dice without MCUDual Dice on a Single PCB – Plus Some Design Tricks
Electronic Scarecrow
Circuits to Amuse, Inspire, and Amaze
LC-LP-HA ThermometerAccurate Measurements and a Binary Display
THD GeneratorGenerating Distortion on Purpose
Thyristor-Based Overtemperature IndicatorElectronic Components Used Unconventionally
PTC Fuse Flip-Flop
Funny BirdA Chirping Elektor Classic
Neon Lamp with a Microcontroller
Temperature-Stabilized IC Current SourceNeutralizing the Temperature Drift of Integrated Current Sources
Second-Order Adjustable Treble BoostA Special Hearing Aid for the Elderly
Edwin Comes HomeA Look Back After 53 Years
One-Armed BanditA Simple, Fun, Nostalgic, and Educational Elektor Classic!
Simple Digitally Controlled Variable Resistor
Water Leak ProtectionSafeguard and Alarm for Water Leaks
Eco-Timer with Auto-ShutdownNeeds 0.0 mW in Off Mode!
ChatGPT and Arduino
ZD MeterMeasuring Z Voltages of Z Diodes ≤ 100 V
Servo Tester
ESP32 Windows Controller with Free Software
Analog and Mixed-Signal ICs by MicrochipLow-Consumption Power Management and Signal Processing
Interface StandardsFilter and Surge Protection for the I²C Bus
Li-Ion Battery MonitorResidual Charge Indicator Provides Visual Feedback
PS/2 Mouse As Rotary Encoder (and More…)
Simple Twilight Switchfor Retrofitting Lamps or Installations
Water Pump ControllerPrepare Yourself Against Rising Water Levels
Solar-Powered Christmas FM Radio BallAll You Want for Christmas Is This
Vibration Sensor with RelayTap or Shake to Switch On
Continuity TesterSensitive and Unintrusive
Power On/Off with a Pushbutton
Mini-Drill Power Control 2023A Revision of a Design from 1980
Digital Vibration SensorTurn Vibrations into Precisely Timed Pulses
Reverse-Polarity Protection with Low Voltage Drop
A Low-Cost Frequency Standard
Tiny DCF77 SimulatorAn Accurate Fake-Time Standard
The Lilygo T-PicoC3Combines RP2040 and ESP32-C3 with Full Color-TFT Display
Boek: Logic Analyzers in Practice
Step-by-step instructions guide you through the analysis of modern protocols such as I²C, SPI, UART, RS-232, NeoPixel, WS28xx, HD44780 and 1-Wire. With the help of numerous experimental circuits based on the Raspberry Pi Pico, Arduino Uno and the Bus Pirate, you will learn the practical application of popular USB logic analyzers.
All the experimental circuits presented in this book have been fully tested and are fully functional. The necessary program listings are included – no special programming or electronics knowledge is required for these circuits. The programming languages used are MicroPython and C along with the development environments Thonny and Arduino IDE.
This book uses several models of flexible and widely available USB logic analyzers and shows the strengths and weaknesses of each price range.
You will learn about the criteria that matter for your work and be able to find the right device for you.
Whether Arduino, Raspberry Pi or Raspberry Pi Pico, the example circuits shown allow you to get started quickly with protocol analysis and can also serve as a basis for your own experiments.
After reading this book, you will be familiar with all the important terms and contexts, conduct your own experiments, analyze protocols independently, culminating in a comprehensive knowledge set of digital signals and protocols.
USB Logic Analyzer (8-ch, 24 MHz)
Deze USB Logic Analyzer is een 8-kanaals logic analyzer met elke ingang bedoeld voor het op twee manieren opnemen van analoge data. Hij is perfect voor het debuggen en analyseren van signalen zoals I²C, UART, SPI, CAN en 1-Wire. De analyzer bemonstert een digitale ingang die is aangesloten op een te testen apparaat (DUT) met een hoge bemonsteringssnelheid. De aansluiting op de PC gaat via USB.
Specificaties
Kanalen
8 digitale kanalen
Maximale bemonsteringssnelheid
24 MHz
Maximale ingangsspanning
0 V ~ 5 V
Bedrijfstemperatuur
0°C ~ 70°C
Ingangsimpedantie
1 MΩ || 10 pF
Ondersteunde protocollen
I²C, SPI, UART, CAN, 1-wire, enz.
PC-aansluiting
USB
Afmetingen
55 x 28 x 14 mm
Downloads
Software
Deze bundel bevat:
Boek "Logic Analyzers in Practice" (normale prijs: € 35)
USB Logic Analyzer (8-kanaals, 24 MHz) (normale prijs: € 20)
USB-kabel
Jumper Draad Lintkabel
PC USB Logic Analyzers with Arduino, Raspberry Pi, and Co.
Step-by-step instructions guide you through the analysis of modern protocols such as I²C, SPI, UART, RS-232, NeoPixel, WS28xx, HD44780 and 1-Wire. With the help of numerous experimental circuits based on the Raspberry Pi Pico, Arduino Uno and the Bus Pirate, you will learn the practical application of popular USB logic analyzers.
All the experimental circuits presented in this book have been fully tested and are fully functional. The necessary program listings are included – no special programming or electronics knowledge is required for these circuits. The programming languages used are MicroPython and C along with the development environments Thonny and Arduino IDE.
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PC USB Logic Analyzers with Arduino, Raspberry Pi, and Co.
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All the experimental circuits presented in this book have been fully tested and are fully functional. The necessary program listings are included – no special programming or electronics knowledge is required for these circuits. The programming languages used are MicroPython and C along with the development environments Thonny and Arduino IDE.
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Sprachsteuerung von IoT-Projekten mit Amazon Alexa gibt dem Leser einen tiefen Einblick in die Technik der Sprachsteuerung am Beispiel von Amazon Alexa. Es erklärt detailliert Schritt für Schritt, wie man Raspberry Pi, ESP8266/32 und Arduino mit einem Sprachassistenten verbindet und steuert. Dieses geschieht anhand von Projekten aus den Bereichen Hausautomation und Robotik.
Der Leser erfährt, wie man Heizkessel, Roboter und Gartenhäuser mit dieser modernen Mensch-Maschine-Schnittstelle kommandieren kann. Der Autor Walter Trojan führt dabei den Leser in die vielschichtige Welt der Amazon Web Services ein, wo er neben dem Alexa Skills Kit weitere Module wie AWS Lambda und IoT Core kennenlernt.
Das erwartet den Leser:
Kapitel 1: Sprachassistenten setzen sich durch
Kapitel 2: Alexa intern
Kapitel 3: Der erste Alexa Skill
Kapitel 4: Alexa Skills für Fortgeschrittene
Kapitel 5: Erster Hardware-Skill auf Raspberry Pi
Kapitel 6: Auch Alexa liebt die Arduino-IDE
Kapitel 7: Hacks mit Schaltern
Kapitel 8: Alexa steuert ein Gartenhaus
Kapitel 9: Auch Roboter gehorchen Alexa
Kapitel 10: Alexa geht fremd
Smart-Home-Systeme selber bauen
Smart Home- und IoT-Technik für den Arduino bietet eine Fülle von Praxisprojekten, die mit einem einzigen Kit aufgebaut werden können. Das "SunFounder Smart Home Internet of Things Kit V2.0 for Arduino" enthält über 30 Komponenten, Bauelemente und Module aus allen Bereichen der modernen Elektronik.
Damit lassen sich eine Fülle von Projekten realisieren. Für den Einsteiger werden zunächst einige einfachere Einsteigerexperimente vorgestellt. Der fortgeschrittenere Anwender kann sich dagegen gleich an die komplexeren Themen heranwagen.
Neben präzisen digitalen Thermometern, Hygrometern, Belichtungsmessern und verschiedenen Alarmanlagen entstehen auch praktisch einsetzbare Geräte und Anwendungen wie etwa
eine vollautomatische Beleuchtungssteuerung
ein digitales Thermostat
eine multifunktionale Klimamessstation
Zudem wird detailliert erklärt, wie Messdaten in das Internet übertragen werden. Dort sind sie grafisch darstellbar und können weltweit abgerufen werden. Auch auf die damit verbundenen Gefahren und die Problematik des Datenschutzes wird eingegangen.
Die vorgestellten Praxisprojekte bleiben dabei aber nicht im Status eines „Laborprototyps“ stehen. Durch entsprechende Tipps und Hinweise entstehen vielmehr praxistaugliche Geräte, die in Haushalt, Hobby und Beruf eingesetzt werden können. Selbstverständlich können sämtliche Bauteile auch einzeln beschafft werden, so dass sich die Projekte im Buch auch ohne das komplette IoT-Kit durchführen lassen.
Mehr als 50 Grundlagenprojekte mit MicroPython und dem RP2040-Mikrocontroller
Der Raspberry Pi Pico ist eine leistungsstarke Mikrocontroller-Platine, die speziell für das Physical Computing – also hardwarenahe Anwendungen – entwickelt wurde. Der Raspberry Pi Pico kann so programmiert werden, dass er eine einzelne Aufgabe sehr effizient ausführt und ermöglicht so schnelle Steuerungs- und Überwachungsanwendungen in Echtzeit. Der 'Pico', wie wir ihn nennen, basiert auf dem schnellen, effizienten und kostengünstigen Dual-Core ARM Cortex-M0+ RP2040 Mikrocontroller-Chip, der mit bis zu 133 MHz läuft und über 264 KB SRAM und 2 MB Flash-Speicher verfügt. Neben dem großen Speicher hat der Pico noch weitere attraktive Eigenschaften, darunter eine große Anzahl von GPIO-Pins sowie gängige Schnittstellen wie ADC, SPI, I²C, UART und PWM. Als Krönung bietet der Chip schnelle und genaue Timer, eine Hardware-Debug-Schnittstelle und einen internen Temperatursensor.
Zur Programmierung lassen sich leicht die gängigen Hochsprachen wie MicroPython oder C/C++ verwenden. Dieses Buch ist eine Einführung in die Verwendung des Pico mit der Programmiersprache MicroPython. In allen Projekten wird die Thonny-Entwicklungsumgebung (IDE) eingesetzt. Über 50 Projekte decken folgende Themen ab:
Installation von MicroPython auf dem Raspberry Pi Pico
Timer-Interrupts und externe Interrupts
Projekte mit Analog-Digital-Wandler (ADC)
Verwendung des internen sowie externer Temperatursensoren
Datenlogger
Projekte zur PWM, UART, I²C-Bus und SPI-Bus
Wi-Fi und Bluetooth für die Kommunikation mit Smartphones
Projekte mit dem Digital-Analog-Wandler (DAC)
Alle in diesem Buch vorgestellten Projekte wurden vollständig getestet und sind funktionsfähig. Es werden keine Programmier- oder Elektronikkenntnisse vorausgesetzt, um sie nachzuvollziehen. Für alle beschriebenen Projekte gibt es kurze Beschreibungen, Blockdiagramme, detaillierte Schaltpläne und vollständige MicroPython-Programmlistings. Die Listings sind auch auf der zum Buch gehörenden Elektor-Webseite zu finden.
Mit RPi-basierten Tools und Messgeräten Amateurfunkstationen bauen und programmieren
Obwohl viele Funkamateure immer noch mit klassischer HF- und Mobilfunkausrüstung arbeiten, ist der Einsatz von Computern und digitalen Techniken inzwischen sehr beliebt. Heutzutage kann jeder für ca. 40 € einen Raspberry Pi-Computer kaufen und fast jede Amateurfunk-Software auf dem 'RPi' ausführen.
Die RTL-SDR-Geräte sind bei Funkamateuren sehr beliebt, weil sie sehr preiswert sind und viele Funktionen bieten. Ein Basissystem kann aus einem USB-basierten RTL-SDR-Dongle mit einer geeigneten Antenne, einem RPi-Computer, einem USB-basierten externen Audio-Eingangs-/ Ausgangsadapter und einer auf dem RPi installierten Software bestehen. Mit einer solch einfachen Einrichtung ist es möglich, Signale von etwa 24 MHz bis über 1,7 GHz zu empfangen.
Dieses Buch richtet sich an Funkamateure, die lernen wollen, wie man mit dem Raspberry Pi elektronische Projekte baut. Das Buch eignet sich für die gesamte Bandbreite von Anfängern bis hin zu alten Hasen im Amateurfunk. Die schrittweise Installation des Betriebssystems wird mit vielen Details zu den gängigsten Linux-Befehlen beschrieben. Einige Kenntnisse der Programmiersprache Python sind erforderlich, um die im Buch beschriebenen Projekte zu verstehen und zu bearbeiten. Zu den im Buch entwickelten Beispielprojekten gehören eine Stationsuhr, ein Signalgenerator, der Entwurf eines Transistorverstärkers, der Entwurf eines aktiven Filters, ein Morsezeichen-Übungsgerät, ein Frequenzzähler, ein HF-Meter und vieles mehr. Für jedes Projekt werden das Blockdiagramm, der Schaltplan und der vollständige Python-Quellcode angegeben, einschließlich der vollständigen Beschreibung der Projekte.
Neben der umfassenden Behandlung von RTL-SDR für Amateurfunk fasst das Buch auch die Installations- und Gebrauchsanweisungen der folgenden Amateurfunkprogramme zusammen, die Sie auf ihrem Raspberry Pi ausführen können: TWCLOCK, Klog, Gpredict, FLDIGI, DIRE WOLF, xcwcp, QSSTV, LinPsk, Ham Clock, CHIRP, xastir und CQRLOG.
Pfiffige Projekte zum Messen, Steuern und Regeln
Der Raspberry Pi dominiert seit vielen Jahren die Maker-Szene. Frei verfügbare I/O-Pins machten ihn zu einem der beliebtesten Prozessorboards aller Zeiten. Allerdings verfügt der klassische Raspberry Pi über keinerlei Analogeingänge. Eine direkte Messung analoger Werte ist damit nicht möglich. So können weder Photodioden noch NTCs oder Hallsensoren etc. unmittelbar ausgelesen werden. Zudem sind die Pins direkt, d. h. ohne Treiber oder Schutzschaltung, mit den freiliegenden Kontakten verbunden. Dadurch kann der zentrale Controller und damit der gesamte Raspberry Pi schnell zerstört werden.
Mit dem Pico können diese Probleme elegant gelöst werden. Er kann als sogenanntes „Frontend“ problemlos vielfältige Messaufgaben übernehmen. Zudem ist der Pico deutlich preisgünstiger als ein klassischer Raspberry Pi 4. Falls eine Fehlbeschaltung zur Zerstörung des Pico führt, ist dies vor allem für nicht-professionelle Anwender relativ leicht zu verkraften. Der klassische Raspberry Pi und der Pico werden so zum idealen Duo.
Das Buch führt entsprechend in das weite und hochaktuelle Gebiet der modernen Controllertechnik anhand der beiden Boards „Raspberry Pi 4“ und „Raspberry Pi Pico“ ein. Neben einer tiefergehenden Einführung in die Arbeits- und Funktionsweise der Controllerboards selbst wird insbesondere auch auf die Messwerterfassung und -verarbeitung mit digitalen Prozessoren eingegangen. Insbesondere die Kombination beider Systeme bietet vielfältige und hochinteressante Möglichkeiten.
Praktische Projekte aus dem Inhalt:
USB-Verbindung zwischen Raspberry Pi 4 und Pico
I²C-Kommunikation und Pico als I²C-Device
Voltmeter und Computerthermometer
Pico W als Web-Server und WLAN-Scanner
Frequenzmesser und -generatoren
OLED-Displays an Pico und Raspberry Pi 4
Energiesparmonitor
Welche Astronauten sind im Orbit?
Mini-Monitor für den aktuellen Bitcoin-Kurs
Der Arduino Uno ist ein Open-Source-Mikrocontroller-Entwicklungssystem, das Hardware, eine integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) und eine Vielzahl von Bibliotheken umfasst. Es wird von einer riesigen Gemeinschaft von Programmierern, Elektronikern, Enthusiasten und Akademikern unterstützt. Insbesondere die Bibliotheken erleichtern die Programmierarbeit und reduzieren die Entwicklungszeiten, da sie das Erstellen von Programmen erheblich erleichtern.
Der Raspberry Pi 4 kann in vielen Projekten wie Audio- und Videoanwendungen, aber auch in Industriesteuerungen, Robotik, Spielen usw. eingesetzt werden. Dazu bietet er auch WiFi- und Bluetooth-Fähigkeiten, wodurch er sich zudem hervorragend für internetbasierte Steuerungs- und Überwachungsanwendungen eignet.
In diesem Buch werden sowohl der Raspberry Pi 4 als auch der Arduino Uno in PID-basierten automatischen Steuerungsanwendungen eingesetzt. Nach einer grundlegenden Theorie der Regelsysteme werden funktionierende und getestete Projekte zur Steuerung realer Systeme mit PID-Reglern vorgestellt. Die Open-Loop-Eigenschaften, die Abstimmung der PID-Parameter und das Closed-Loop-Zeitverhalten der Systeme werden zusammen mit Blockdiagrammen, Schaltplänen und PID-Regelalgorithmen ausführlich diskutiert.
Vollständige Programme für den Raspberry Pi und den Arduino Uno runden die im Buch vorgestellten Projekte ab. Die Regelsysteme können problemlos auch auf andere Projekte angewendet werden und die für den Raspberry Pi 4 angegebenen Programme sollten auch mit anderen Modellen der Raspberry Pi-Familie reibungslos funktionieren.
Das Buch behandelt folgende Themen:
Steuer- und Regelsysteme
Analoge und digitale Sensoren
Übertragungsfunktionen und zeitkontinuierliche Systeme
Systemantwortfunktionen erster und zweiter Ordnung
Zeitdiskrete digitale Systeme
Zeitkontinuierliche PID-Regler
Zeitdiskrete PID-Regler
Zweipunkt-Temperaturregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
PID-basierte Temperaturregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
Motorsteuerung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
Wasserstandsregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
PID-basierte LED-Helligkeitsregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
Der Arduino Uno ist ein Open-Source-Mikrocontroller-Entwicklungssystem, das Hardware, eine integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) und eine Vielzahl von Bibliotheken umfasst. Es wird von einer riesigen Gemeinschaft von Programmierern, Elektronikern, Enthusiasten und Akademikern unterstützt. Insbesondere die Bibliotheken erleichtern die Programmierarbeit und reduzieren die Entwicklungszeiten, da sie das Erstellen von Programmen erheblich erleichtern.
Der Raspberry Pi 4 kann in vielen Projekten wie Audio- und Videoanwendungen, aber auch in Industriesteuerungen, Robotik, Spielen usw. eingesetzt werden. Dazu bietet er auch WiFi- und Bluetooth-Fähigkeiten, wodurch er sich zudem hervorragend für internetbasierte Steuerungs- und Überwachungsanwendungen eignet.
In diesem Buch werden sowohl der Raspberry Pi 4 als auch der Arduino Uno in PID-basierten automatischen Steuerungsanwendungen eingesetzt. Nach einer grundlegenden Theorie der Regelsysteme werden funktionierende und getestete Projekte zur Steuerung realer Systeme mit PID-Reglern vorgestellt. Die Open-Loop-Eigenschaften, die Abstimmung der PID-Parameter und das Closed-Loop-Zeitverhalten der Systeme werden zusammen mit Blockdiagrammen, Schaltplänen und PID-Regelalgorithmen ausführlich diskutiert.
Vollständige Programme für den Raspberry Pi und den Arduino Uno runden die im Buch vorgestellten Projekte ab. Die Regelsysteme können problemlos auch auf andere Projekte angewendet werden und die für den Raspberry Pi 4 angegebenen Programme sollten auch mit anderen Modellen der Raspberry Pi-Familie reibungslos funktionieren.
Das Buch behandelt folgende Themen:
Steuer- und Regelsysteme
Analoge und digitale Sensoren
Übertragungsfunktionen und zeitkontinuierliche Systeme
Systemantwortfunktionen erster und zweiter Ordnung
Zeitdiskrete digitale Systeme
Zeitkontinuierliche PID-Regler
Zeitdiskrete PID-Regler
Zweipunkt-Temperaturregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
PID-basierte Temperaturregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
Motorsteuerung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
Wasserstandsregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
PID-basierte LED-Helligkeitsregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno
Mikrocontroller haben sich in den letzten Jahren in praktisch allen Bereichen der modernen Technik etabliert. In zunehmendem Maße dringen sie auch in die Gebiete der Künstlichen Intelligenz und der Robotertechnik vor. Das vorliegende Buch gibt eine umfassende Einführung in die Welt der Controller-Technik mit all ihren Facetten, von der einfachen Steuerung über die Sensor-Technik bis hin zur Datenübertragung in das Internet.
Als Basis dafür dient das von Elektor entwickelte AVR-Playground-Board. Das Board kann mit Controllern der ATmega-Familie bestückt werden und ist mit dem bekannten Arduino-System kompatibel, so dass auch die verschiedenen Arduino-Hardware-Erweiterungen verwendet werden können.
Für die Programmierung kommt die Sprache „C“ zum Einsatz. Auch hier wird im Buch auf das Arduino-System zurückgegriffen. Die frei verfügbare Arduino-Entwicklungsumgebung erlaubt den leichten Einstieg, ohne dass später Einschränkungen in Kauf genommen werden müssen. Die Hardware-nahe Programmierung steht dabei besonders im Fokus. Nach der Erläuterung von grundlegenden Anwendungen wird auf die anspruchsvolleren Themen wie Interrupts, Timer und Counter, Pulsweitenmodulation und Analog-Digital-Wandlung eingegangen.
Praktische Anwendungen können sowohl mit einem Arduino als auch mit dem AVR-Playground-Board durchgeführt werden. Da das AVR-Playground-Board bereits über eine Vielzahl von Peripherie-Einheiten verfügt, sind nur noch wenige externe Bauteile erforderlich. Das Board kann im Elektor-Shop hier bezogen werden.
Mit dem Elektor Arduino Nano Trainingsboard (MCCAB) eigene Projekte realisieren
Der Mikrocontroller ist das wohl faszinierendste Teilgebiet der Elektronik, denn aufgrund der Vielzahl von Funktionen, die er auf seinem Chip vereinigt, ist er für den Entwickler ein universelles Multi-Tool zur Realisierung seiner Projekte. Praktisch jedes Gerät des täglichen Gebrauchs wird heute von einem Mikrocontroller gesteuert. Für einen elektronischen Laien blieb es aufgrund der Komplexität bisher allerdings ein Wunschtraum, eigene Ideen mit einem Mikrocontroller zu realisieren. Das Arduino-Konzept hat den Einsatz von Mikrocontrollern weitgehend vereinfacht, sodass jetzt auch Laien eigene Elektronik-Ideen mit einem Mikrocontroller verwirklichen können.
Buch & Hardware im Bundle: 'Learning by Doing'
Dieses im Bundle mitgelieferte Buch (im großen A4-Format) zeigt, wie man auch ohne große Erfahrung in Elektronik und Programmiersprachen eigene Projekte mit einem Mikrocontroller realisieren kann. Es ist ein Mikrocontroller-Praxiskurs für Einsteiger, denn nach einem Überblick über die Interna des Mikrocontrollers und einer Einführung in die Programmiersprache C liegt der Schwerpunkt des Kurses auf den praktischen Übungen. Der Leser eignet sich die erforderlichen Kenntnisse durch 'Learning by Doing' an: in dem umfangreichen Praxisteil mit 12 Projekten und 46 Übungen wird das im vorderen Teil des Buches Gelernte mit vielen Beispielen unterlegt. Die Übungen sind dabei so aufgebaut, dass der Bearbeiter eine Aufgabenstellung erhält, die er mit seinem im Theorieteil des Buches aufgebauten Wissen löst. Für jede Übung gibt es anschließend eine ausführlich erklärte und kommentierte Musterlösung, die dem Bearbeiter bei Problemen weiterhilft und die er mit seiner eigenen Lösung vergleichen kann.
Arduino IDE
In der Arduino IDE, einer Software-Entwicklungsumgebung, die kostenlos auf den eigenen PC heruntergeladen werden kann und die das gesamte Softwarepaket enthält, das für ein eigenes Mikrocontroller-Projekt benötigt wird, schreibt der Bearbeiter mit dem Editor der IDE seine Programme („Apps“) in der Programmiersprache C. Der in die Arduino IDE integrierte Compiler übersetzt sie in die Bits und Bytes, die der Mikrocontroller versteht und die dann über ein USB-Kabel in den Speicher des Mikrocontrollers auf dem Elektor Arduino Nano Trainingsboard (MCCAB) geladen werden.
Externe Sensoren, Motoren oder Baugruppen abfragen oder steuern
Das Elektor Arduino Nano Trainingsboard (MCCAB) enthält neben einem Mikrocontrollermodul Arduino Nano alle für die Übungen benötigten Bauteile 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
Elektor Arduino Nano MCCAB Trainingsboard
Arduino Nano
Buch: Mikrocontroller-Praxiskurs für Arduino-Einsteiger