Practical Applications and Project with Arduino, ESP32, and RP2040
Immerse yourself in the fascinating world of control engineering with Arduino and ESP32! This book offers you a practical introduction to classic and modern control methods, including PID controllers, fuzzy logic, and sliding-mode controllers.
In the first part, you will learn the basics of the popular Arduino controllers, such as the Arduino Uno and the ESP32, as well as the integration of sensors for temperature and pH measurement (NTC, PT100, PT1000, and pH sensor).
You will learn how to use these sensors in various projects and how to visualize data on a Nextion TFT display. The course continues with an introduction to actuators such as MOSFET switches, H-bridges, and solid-state relays, which are used to control motors and actuators. You will learn to analyze and model controlled systems, including PT1 and PT2 control.
The book focuses on the implementation of fuzzy and PID controllers for controlling temperature and DC motors. Both the Arduino Uno and the ESP32 are used. The sliding-mode controller is also introduced.
In the second-to-last chapter, you will explore the basics of neural networks and learn how machine learning can be used on an Arduino. In the last chapter, there is a practical example of a fuzzy controller for feeding electricity into the household grid.
This book is the perfect choice for engineers, students, and electronics engineers who want to expand their projects with innovative control techniques.
The Siglent SPD4121X is a 4-channel DC Linear Programmable Power Supply equipped with a 4.3-inch TFT-LCD display, friendly human-machine interface, and excellent performance indicators. Real-time waveform display provides engineers with an informative user interface.
SPD4121X offers a total output power of 285 W with a resolution of 1 mV/1 mA. The maximum voltage and current for each channel are as follows:
CH1: 15 V/1.5 A
CH2: 12 V/10 A
CH3: 12 V/10 A
CH4: 15 V/1.5 A
Kenmerken
Rated output power: 285 W
Rated voltage: 32 V, 12 V, 30 V
Up to four high-precision power supplies with independent controllable outputs, supporting CH2 and CH3 series and parallel connections
Clear graphical interface with waveform and timer display modes
5-digit voltage and current display with minimum resolution of 1 mV, 1 mA
Fast output response time: <50us
The high current channel support remote voltage compensation sense function. The maximum compensation voltage is 0.6 V
Overvoltage protection and overcurrent protection or safe and accurate operation
Equipped with a 4.3-inch TFT-LCD display (480 x 272 resolution)
USB and LAN standard communication
USB-GPIB module is optional
Excellent channel density with up to 4 channels in a 3U half rack package
Internal data storage for setups and parameters
Embedded Web Server with instrument communication that doesn’t require software installation
Fully SCPI programming command set support as well as a LabView driver for remote control and system automation
Specificaties
SPD4323X
SPD4121X
SPD4306X
Channel Output
CH1: Voltage 0 to 6 V Current 0 to 3.2 ACH2: Voltage 0 to 32 V Current 0 to 3.2 ACH3: Voltage 0 to 32 V Current 0 to 3.2 ACH4: Voltage 0 to 6 V Current 0 to 3.2 A
CH1: Voltage 0 to 15 V Current 0 to 1.5 ACH2: Voltage 0 to 12 V Current 0 to 10 ACH3: Voltage 0 to 12 V Current 0 to 10 ACH4: Voltage 0 to 15 V Current 0 to 1.5 A
CH1: Voltage 0 to 15 V Current 0 to 1.5 ACH2: Voltage 0 to 30 V Current 0 to 6 ACH3: Voltage 0 to 30 V Current 0 to 6 ACH4: Voltage 0 to 15 V Current 0 to 1 A
Resolution
1 mV, 1 mA
1 mV, 1 mA
1 mV, 1 mA
Setting Accuracy
Voltage: ±(0.03% of reading+10) mV, Current: ±(0.3% of reading+10) mA
Voltage: ±(0.03% of reading+10) mV, Current: ±(0.3% of reading+10) mA
Voltage: ±(0.03% of reading+10) mV, Current: ±(0.3% of reading+10) mA
Readback Accuracy
Voltage: ±(0.03% of reading+10) mV, Current: ±(0.3% of reading+10) mA
Voltage: ±(0.03% of reading+10) mV, Current: ±(0.3% of reading+10) mA
Voltage: ±(0.03% of reading+10) mV, Current: ±(0.3% of reading+10) mA
Display
4.3" TFT-LCD 5-digit voltage and current display
4.3" TFT-LCD 5-digit voltage and current display
4.3" TFT-LCD 5-digit voltage and current display
Output power
240 W
285 W
400 W
Inbegrepen
1x Siglent SPD4121X Power Supply
1x Power cord (EU)
1x Output test cord (3 A)
1x USB cable
1x Quick start guide
Downloads
Datasheet
Manual
Quick start
Build your own AI microcontroller applications from scratch
The MAX78000FTHR from Maxim Integrated is a small development board based on the MAX78000 MCU. The main usage of this board is in artificial intelligence applications (AI) which generally require large amounts of processing power and memory. It marries an Arm Cortex-M4 processor with a floating-point unit (FPU), convolutional neural network (CNN) accelerator, and RISC-V core into a single device. It is designed for ultra-low power consumption, making it ideal for many portable AI-based applications.
This book is project-based and aims to teach the basic features of the MAX78000FTHR. It demonstrates how it can be used in various classical and AI-based projects. Each project is described in detail and complete program listings are provided. Readers should be able to use the projects as they are, or modify them to suit their applications. This book covers the following features of the MAX78000FTHR microcontroller development board:
Onboard LEDs and buttons
External LEDs and buttons
Using analog-to-digital converters
I²C projects
SPI projects
UART projects
External interrupts and timer interrupts
Using the onboard microphone
Using the onboard camera
Convolutional Neural Network
Elektor GREEN en GOLD leden kunnen deze uitgave hier downloaden.
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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.
Het Elektor Arduino Nano MCCAB Training Board bevat alle componenten (incl. Arduino Nano) die nodig zijn voor de oefeningen, zoals LED’s, schakelaars, drukknoppen, buzzer enz. Ook externe sensoren, motoren of modules kunnen worden gecheckt of bestuurd met dit microcontroller-trainingssysteem.
Specificaties (Arduino Nano Training Board MCCAB)
Voeding
Via de USB-aansluiting van de aangesloten pc of een externe voeding (niet inbegrepen)
Spanning
+5 Vcc
Ingangsspanning
Alle ingangen
0 V tot +5 V
VX1 en VX2
+8 V tot +12 V (alleen bij gebruik van een externe voeding)
Hardware
LCD
2x16 karakters
Potentiometer P1 & P2
JP3: Selectie van de werkspanning van P1 & P2
Verdelers
SV4: Verdeler voor de werkspanningenSV5, SV6: Verdelers voor de in-/uitgangen van de microcontroller
Schakelaars en knoppen
RESET knop op de Arduino Nano module; 6x drukknop schakelaars K1 ... K6; 6x Schuifschakelaars S1 ... S6; JP2: Jumper van de schakelaars met de ingangen van de microcontroller
Buzzer
Piezo buzzer ‘Buzzer1’ met jumper op JP6
Indicator LED’s
11 x LED: Status indicator voor de ingangen/uitgangen LED L op de Arduino Nano module, aangesloten op GPIO D13 JP6; Aansluiting van LED's LD10 ... LD20 met GPIO's D2 ... D12
Seriële interfacesSPI & I²C
JP4: Selectie van het signaal op pin X van de SPI-connector SV12 SV9 naar SV12: SPI-interface (3,3 V/5 V) of I²C-interface
Uitgangen voor externe apparaten
SV1, SV7: Geschakelde uitgang (maximaal +24 V/160 mA, extern aangesloten) SV2: 2x13 pinnen voor aansluiting van externe modules
3x3 LED matrix(9 rode LED's)
SV3: Kolommen van de 3x3 LED matrix (uitgangen D6 ... D8) JP1: Verbinding van de rijen met de GPIO's D3 ... D5
Software
MCCABLib library
Controle van hardware componenten (schakelaars, knoppen, LED's, 3x3 LED matrix, buzzer) op het MCCAB Training Board
Werktemperatuur
Tot +40 °C
Afmetingen
100 x 100 x 20 mm
Specificaties (Arduino Nano)
Microcontroller
ATmega328P
Architectuur
AVR
Spanning
5 V
Flash memory
32 KB, waarvan 2 KB gebruikt door de bootloader
SRAM
2 KB
Kloksnelheid
16 MHz
Analoge IN Pinnen
8
EEPROM
1 KB
DC stroom per I/O-pin
40 mA op één I/O-pin, totaal maximaal 200 mA op alle pinnen samen
Ingangsspanning
7-12 V
Digitale I/O-pinnen
22 (waarvan 6 PWM)
PWM Uitgangen
6
Stroomverbruik
19 mA
Afmetingen
18 x 45 mm
Gewicht
7 g
Inbegrepen
1x Elektor Arduino Nano Training Board MCCAB
1x Arduino Nano
Deze bundel gaat helemaal over het ontwerpen van projecten gebaseerd op de 555 timer IC. Het boek bevat meer dan 45 volledig geteste en gedocumenteerde projecten. Samen met de kit, die meer dan 130 through-hole componenten bevat, kunt u alle beschreven projecten bouwen op een breadboard. De opzet maakt het ook gemakkelijk om de projecten aan te passen en ermee te experimenteren.
Meer dan 45 builds voor de legendarische 555 Chip (en de 556, 558)
Enkele van de projecten in het boek zijn:
Afwisselend knipperende twee LED's
De knippersnelheid van de LED's wijzigen
Aan/uit-schakelaar van de aanraaksensor
In-/uitschakelvertraging
Lichtafhankelijk geluid
Donker/lichtschakelaar
Tone Burst-generator
Timer voor lange duur
LED's achtervolgen
LED-roulettespel
Verkeerslichten
Continuïteitstester
Elektronisch slot
Schakel over naar debouncen van contacten
Elektronisch speelgoedorgel
Alarmsysteem met meerdere sensoren
Metronoom
Spanningsvermenigvuldigers
Elektronische dobbelstenen
Weergaveteller met 7 segmenten
Motorbesturing
Dobbelstenen met 7 segmenten
Elektronische sirene
Diverse andere projecten
Kit-inhoud
Weerstanden
1x 15 kΩ
1x 68 kΩ
2x 47 kΩ
1x 82 kΩ
2x 820 Ω
1x 8,2 kΩ
3x 10 kΩ
1x 1,8 kΩ
1x 6,8 kΩ
14x 2,2 kΩ
10x 680 Ω
1x 27 kΩ
1x 5,6 kΩ
1x 560 kΩ
1x 4,7 kΩ
1x 3,3 kΩ
3x 33 kΩ
1x 36 kΩ
2x 100 kΩ
5x 1 kΩ
1x 3,9 kΩ
2x 56 kΩ
2x 12 kΩ
1x 10 kΩ potentiometer
1x 1 MΩ potentiometer
2x 50 kΩ potentiometer
3x 20 kΩ potentiometer
1x 10 kΩ potentiometer
1x 10 kΩ potentiometer
1x 50 kΩ potentiometer
1x 100 kΩ potentiometer
1x 50 kΩ potentiometer
Condensatoren
1x 0,33 μF
1x 1 μF
1x 10 nF
1x 22 nF
1x 47 nF
1x 100 nF
1x 10 μF elektrolytisch
1x 33 μF elektrolytisch
2x 100 μF elektrolytisch
LED's
10x 5 mm rode LED
10x 3 mm rode LED
3x 3 mm gele LED
3x 3 mm groene LED
1x 7-segment-LED met gemeenschappelijke kathode
Semiconductors
3x 555 timer
1x CD4017 counter
1x CD4026 counter
1x CD4011 NAND-poort
4x 1N4148-diode
1x IRFZ46N MOSFET
1x Thermistor
1x Lichtafhankelijke weerstand (LDR)
Diverse
1x Passieve buzzer
1x Actieve buzzer
1x SG90 servo
1x 8 Ω miniluidspreker
1x 9 V DC borstelmotor
1x 5 V relais
1x 9 V batterijclip
7x Drukknopschakelaars
1x Broodplank
1x Breadboard-jumperdraden
Projects Using Arduino IDE and the LVGL Graphics Library
The ESP32 is probably one of the most popular microcontrollers used by many people, including students, hobbyists, and professional engineers. Its low cost, coupled with rich features makes it a popular device to use in many projects. Recently, a board called the ESP32 Cheap Yellow Display (CYD for short) is available from its manufacturers. The board includes a standard ESP32 microcontroller together with a 320x240 pixel TFT display. Additionally, the board provides several connectors for interfaces such as GPIO, serial port (TX/RX), power and Ground. The inclusion of a TFT display is a real advantage as it enables users to design complex graphics-based projects without resorting to an external LCD or graphics displays.
The book describes the basic hardware of the ESP32 CYD board and provides details of its on-board connectors. Many basic, simple, and intermediate-level projects are given in the book based on the ESP32 CYD, using the highly popular Arduino IDE 2.0 integrated development environment. The use of both the basic graphics functions and the use of the popular LVGL graphics library are discussed in the book and projects are given that use both types of approaches.
All the projects given in the book have been tested and are working. The block diagram, circuit diagram, and the complete program listings and program descriptions of all the projects are given with explanations. Readers can use the LVGL graphics library to design highly popular eye-catching full-color graphics projects using widgets such as buttons, labels, calendars, keypads, keyboards, message boxes, spinboxes, sliders, charts, tables, menus, bars, switches, drop-down lists, animations, and many more widgets.
59 Experiments with Arduino IDE and Python
The main aim of this book is to teach the Arduino IDE and MicroPython programming languages in ESP32 based projects, using the highly popular ESP32 DevKitC development board. Many simple, basic, and intermediate level projects are provided in the book using the Arduino IDE with ESP32 DevKitC. All projects have been tested and work. Block diagrams, circuit diagrams, and complete program listings of all projects are given with explanations. In addition, several projects are provided for programming the ESP32 DevKitC using MicroPython. The projects provided in this book are designed to teach the following features of the ESP32 processor:
GPIOs
Touch sensors
External interrupts
Timer interrupts
I²C and I²S
SPI
PWM
ADC
DAC
UART
Hall sensor
Temperature sensor
Infrared controller
Reading and writing to SD card
Reading and writing to flash memory
RTC timer
Chip ID
Security and encryption
Wi-Fi and network programming
Bluetooth BLE programming
Communication mobile devices
Low power design
ESP-IDF programming
The projects have been organized with increasing levels of difficulty. Readers are encouraged to tackle the projects in the order given. A specially prepared hardware kit (SKU 18305) is available from Elektor. With the help of this hardware, it should be easy and fun to build the projects in this book.
NVIDIA JETSON NANO - BILDVERARBEITUNG FÜR EINSTEIGER (TEIL 2)Erkennen von Objekten mit Edge Impulse
ELEKTOR JUMPSTARTER-NEWSKommende Kampagnen
OPEN-SOURCE-GPS-TRACKING-PLATTFORMFahrzeug-Tracking ohne fremde Cloud mit Traccar
MULTIFUNKTIONS-KOMPONENTENTESTER LCR-T7 VON JOY-ITTesten von passiven Bauteilen, diskreten Halbleitern und IR-Fernbedienungen
RAUSCH-SYNTHESIZERVom Rauschen zur Musik mit dem PRBSynth1
ALLER ANFANG …ist gar nicht schwer! Weiter geht's mit der Spule...
DIE NEURONEN IN NEURONALEN NETZEN VERSTEHENTeil 2: Logische Neuronen
BLITZLICHT-GESCHÜTZTER ANALOGSPEICHER-ZUSATZ FÜR DAS MANIPULATIONSSICHERE DATENPAKETProbleme mit der Sicherheit? Bekämpfen Sie Feuer mit Feuer!
LCR METER POSTER
BLUETOOTH-BEACONS IN DER PRAXISOrtsbestimmung in Innenräumen
C-PROGRAMMIERUNG AUF RASPBERRY PIEin Beispielkapitel: Kommunizieren über WLAN
EMV-VORKONFORMITÄTSTEST FÜR IHR DC-VERSORGTES PROJEKTTeil 2: Die Hardware und wie man sie benutzt
PARALLAX PROPELLER 2Teil 5: Das Innenleben des Smart Pins
MODBUS ÜBER WLANTeil 1: Hardware und Programmierung
ZUTRITT FÜR UNBEFUGTE VERBOTENWie der Junior-Computer wieder zum Leben erweckt wurde
BAUEN SIE IHREN EIGENEN HOCHPRÄZISIONSKALIBRATOR-10 V bis +10 V, 0 bis 40 mA, 0,001%
ARDUINO NANO RP2040 CONNECTRaspberry Pi RP2040 + WLAN + Bluetooth
DER PHYSISCHE KÖRPER DER KÜNSTLICHEN INTELLIGENZ
PROJEKT 2.0Korrekturen, Updates und Leserbriefe
GRAFISCHE BENUTZEROBERFLÄCHEN MIT PYTHON UND GUIZERO
CO2-MESSGERÄT-SET FÜRS KLASSENZIMMEREin ESP8266-basiertes Gerät, entwickelt von der FH Aachen
NOSTALGISCHES MW/LW-RADIO MIT MK484...macht immer Spaß zu bauen!
60 JAHRE ELEKTOREs werde Licht!
HEXADOKUThe Original Elektorized Sudoku
KI in der Praxis
Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Robotik und Automatisierung!
Dieses Elektor Special zeigt, wie Sie mit Kreativität, etwas Know-how und günstiger Technik eigene Roboter bauen können. Vom ersten DIY-Projekt mit Arduino oder Raspberry Pi bis hin zu intelligenten Systemen mit KI – dieses Heft macht moderne Robotik verständlich und greifbar.
Entdecken Sie praxisnahe Anleitungen, inspirierende Projekte und spannende Einblicke in die Maker-Szene. Lernen Sie, wie aus Experimentierfreude, Gemeinschaft und Offenheit echte Innovation entsteht – und warum Robotik weit mehr ist als nur ein technisches Hobby.
Inhalt
Phantasie wird Realität
Arduino-controlled Drawing Robot
GalaxyRVR Mars Rover Kit for Arduino
YDLIDAR X4Pro Lidar
xHuskyLens AI Camera
DOF Robot Arm mit Raspberry Pi Pico
Fertigungsroboter mit Fischertechnik
Pneumatischer Industrieroboter
Warum bauen wir immer wieder Roboterhunde?
Elektor Mini-Wheelie
Roboterfahrzeuge und autonomes Fahren
Die serielle Schnittstelle dient dem Datenaustausch zwischen Mikrocontrollern und Peripheriegeräten. Bei einer seriellen Datenübertragung werden die Bits nacheinander – also seriell – über eine Leitung übertragen. Das Wissen um diese seriellen Schnittstellen erweitert die Einsatzmöglichkeiten von Mikrocontrollern und Peripheriegeräten ungemein.
In diesem Buch werden die Grundlagen der Kommunikation für die drei seriellen Schnittstellen I²C, SPI und 1-Wire vorgestellt. Anhand praxisnaher Beispiele werden die Schnittstellen anschaulich dargestellt und deren Einsatz verdeutlicht. Software- und Hardwarebeispiele, die man in diesem Buch finden kann, wurden in Assembler für PIC-Mikrocontroller von Microchip realisiert. Die verwendeten Algorithmen und Vorgehensweisen kann man aber auf beliebige Plattform übertragen.
Um den Inhalt des Buches ansprechend zu gestalten, demonstriert der Autor den Buchinhalt an zwei Platinen. Mit diesen Platinen ist es möglich, die in diesem Buch beschriebenen Beispiele auszuprobieren und mit den Schnittstellen zu experimentieren. Beide Platinen basieren auf 8-bit-PIC-Mikrocontrollern von Microchip.