Dieses Fachbuch führt Studenten, Schüler und Selbststudierende in die wichtigsten Grundlagen der Elektrotechnik ein. Es werden die Gebiete der Gleichstromtechnik, des elektrischen und magnetischen Feldes sowie der Wechselstromtechnik, des Kondensators und der Spulen in einem Band zusammenhängend und übersichtlich dargestellt. Daran schließt sich die Beschreibung des elektrischen und magnetischen Feldes an.Zur Erzielung einer optimalen Verständlichkeit erfolgt die Darbietung des Stoffes nach dem Grundsatz, den Leser von einfachen Sachverhalten schrittweise zu komplexeren Problemstellungen zu führen. Zusätzlich sind den einzelnen Abschnitten Aufgaben mit ausführlichen Lösungswegen zugeordnet. Sie sind zum Erfassen der Gedankengänge von besonderer Bedeutung. Das Buch ist in acht Kapiteln unterteilt:Physikalische Größen und ihre EinheitenElektrotechnische Größen im GleichstromkreisEinfacher StromkreisErweiterter StrombereichMessgeräte für die Grundschaltungen der ElektronikKondensatorSpulen, Transformatoren, Relais und LautsprecherZusammengesetzte WechselstromkreiseDie Aufgaben sind zum großen Teil der elektrotechnischen Praxis entnommen und werden mit steigendem Schwierigkeitsgrad angeboten, so dass für jede Vorbildungsstufe geeigneter Übungsstoff zu finden ist. Der Inhalt ist als Hilfsmittel für den Unterricht und das Selbststudium bestimmt, sie kann auch dem Praktiker beim Auffrischen seiner Kenntnisse und zur Förderung seiner Rechenfertigkeit nützlich sein.Mit diesem Buch gibt der Autor sein gesamtes Wissen, das er sich im Laufe der Zeit in der Industrie und dem Unterricht an einer Technikerschule angeeignet hat, an den Leser weiter.
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 buttonsExternal LEDs and buttonsUsing analog-to-digital convertersI²C projectsSPI projectsUART projectsExternal interrupts and timer interruptsUsing the onboard microphoneUsing the onboard cameraConvolutional Neural Network
Der Arduino ist inzwischen zu einer festen Größe in der Maker-Welt geworden. Der Einstieg in die Controller-Technik ist damit nicht mehr nur Experten vorbehalten. Anders sieht es aus, wenn es um Hardware-Erweiterungen geht. Hier ist der Anwender immer noch weitgehend auf sich selbst gestellt. Wenn man wirklich innovative Projekte umsetzen möchte, muss man sich direkt mit elektronischen Bauelementen befassen. Dies stellt aber viele Einsteiger vor größere Probleme.Genau hier setzt das vorliegende Buch an, in dem es nicht nur um RFID geht. Es bietet eine Fülle an Praxisprojekten, die mit einem einzigen Kit aufgebaut werden können. Dieses RFID-Starterkit für Arduino Uno enthält über 30 Komponenten, Bauelemente und Module aus allen Bereichen der modernen Elektronik.Neben den einfachen Elementen wie LEDs und Widerständen sind auch komplexe und hochmoderne Module enthalten, beispielsweiseein Feuchtigkeitssensoreine Multicolor-LEDeine LED-Matrix mit 64 integrierten Leuchtpunkteneine vierstellige 7-Segment-Anzeigeeine Infrarot-Fernbedienungein komplettes LCD-Display-Modulein Servomotorein Schrittmotor mit Steuermoduleine komplette RFID-Platine mit SchlüsselkarteNeben präzisen digitalen Thermometern, Hygrometern, Belichtungsmessern und verschiedenen Alarmanlagen entstehen auch praktisch einsetzbare Geräte und Anwendungen wie etwa ein vollautomatischer Regensensor, eine schallgesteuerte Fernbedienung, eine multifunktionale Klimamessstation und vieles mehr.Alle Projekte lassen sich dabei mit den Komponenten aus dem Elektor-Kit realisieren.
Die SPS-Programmierung ist heute in der Industrie und in der Hausautomation sehr weit verbreitet. In diesem Buch beschreibt der Autor, wie der Raspberry Pi 4 als SPS eingesetzt werden kann. Angefangen mit der Softwareinstallation auf dem Raspberry Pi und dem SPS-Editor auf dem PC geht es nach einer Beschreibung der Hardware an das Programmieren.Es folgen interessante Beispiele nach IEC 61131-3 in den verschiedenen Programmiersprachen. Ausführlich wird auch erklärt, wie der SPS-Editor benutzt wird und wie die Programme auf den Raspberry Pi geladen und ausgeführt werden. Angefangen mit der Programmierung mit KOP (Kontaktplan) über ST (Structured Control Language) bis zu AS (Special Function Chart) werden alle IEC-Sprachen mit Beispielen behandelt. Diese können auf der Website des Autors heruntergeladen werden.Auch die Vernetzung kommt nicht zu kurz. Der Arduino Uno und der ESP8266 werden als ModbusRTU- bzw. ModbusTCP-Module programmiert, um Zugriff auf externe Peripherie zu erhalten. Damit ist es möglich, Sensoren einzulesen und Verbraucher zu schalten. Interessant dürften auch E/A-Schaltungen sein, die dem 24V-Industriestandard entsprechen.Befehlsübersichten für ST und KOP runden das Buch ab.Nach dem Durcharbeiten des Buches ist der Leser in der Lage, eigene SPS-Steuerungen mit dem Raspberry Pi zu verwirklichen.
Mit seinem Buch möchte der Autor dem Einsteiger in die analoge Elektronik helfen, sich im Dschungel der oft verwirrenden Fachbegriffe zurecht zu finden, ohne ihn dabei mit abschreckenden Formeln zu verwirren. In der Absicht, dem Leser eine möglichst breite Themenpalette darzubieten, hat er auf allzu tiefschürfende Erläuterungen verzichtet und sich auf das Wesentliche konzentriert, wobei er es sich natürlich nicht nehmen ließ, seine Lieblingsthemen, Messtechnik und Musikelektronik mit Operationsverstärkern, in den Vordergrund zu stellen.Der Autor zeigt (nachdem er die Funktionsweise der bekanntesten elektronischen Bauelemente erklärt hat), dass sich hinter vielen komplexen Schaltungen immer wieder dieselben Grundelemente verbergen und verdeutlicht anhand zahlreicher Beispiele, wie man durch geschickte Kombination solcher "Module" nahezu alle an die analoge Messtechnik gestellten Anforderungen erfüllen kann (Stichwort "Signalkonditionierung"), was besonders für Anwender von Mikrocontrollern im Bereich von Umweltmessungen interessant sein dürfte.Die zahlreichen Anekdoten aus der Zeit, in welcher sich der Autor selbst noch an die "Geheimnisse" der Elektronik herantastete, sind der Beweis dafür, dass es sich hier in erster Linie nicht um ein mit Fachchinesisch und Formeln vollgestopftes Lehrbuch handelt, sondern um einen leichten und mit Humor gewürzten Überblick über die Themen, über die ein Newcomer Bescheid wissen sollte. Das Buch, das sich stellenweise fast wie ein Roman liest, wird abgerundet durch wertvolle, auf praktischen Erfahrungen basierende Tipps. Erfahrungen, die der Autor beim Ätzen von Platinen, beim Herstellen von Frontplatten und beim Bau von Gehäusen im Laufe der Zeit gesammelt hat. Kurzum: Ein Buch, das nicht nur Kenntnisse vermittelt, sondern den Leser auch zum Entwickeln eigener Schaltungen inspiriert.
STM32 Nucleo family of processors are manufactured by STMicroelectronics. These are low-cost ARM microcontroller development boards. This book is about developing projects using the popular STM32CubeIDE software with the Nucleo-L476RG development board. In the early Chapters of the book the architecture of the Nucleo family is briefly described.The book covers many projects using most features of the Nucleo-L476RG development board where the full software listings for the STM32CubeIDE are given for each project together with extensive descriptions. The projects range from simple flashing LEDs to more complex projects using modules, devices, and libraries such as GPIO, ADC, DAC, I²C, SPI, LCD, DMA, analogue inputs, power management, X-CUBE-MEMS1 library, DEBUGGING, and others. In addition, several projects are given using the popular Nucleo Expansion Boards. These Expansion Boards plug on top of the Nucleo development boards and provide sensors, relays, accelerometers, gyroscopes, Wi-Fi, and many others. Using an expansion board together with the X-CUBE-MEMS1 library simplifies the task of project development considerably.All the projects in the book have been tested and are working. The following sub-headings are given for each project: Project Title, Description, Aim, Block Diagram, Circuit Diagram, and Program Listing for the STM32CubeIDE. In this book you will learn about STM32 microcontroller architecture;the Nucleo-L476RG development board in projects using the STM32CubeIDE integrated software development tool;external and internal interrupts and DMA;DEBUG, a program developed using the STM32CubeIDE;the MCU in Sleep, Stop, and in Standby modes;Nucleo Expansion Boards with the Nucleo development boards. What you need a PC with Internet connection and a USB port;STM32CubeIDE software (available at STMicroelectronics website free of charge)the project source files, available from the book's webpage hosted by Elektor;Nucleo-L476RG development board;simple electronic devices such as LEDs, temperature sensor, I²C and SPI chips, and a few more;Nucleo Expansion Boards (optional).
Die Hochfrequenztechnik ist eines der Gebiete, auf denen man auch heute noch eigene Ideen in die Tat umsetzen kann. Unzählige Schaltungsvarianten mit besonderen Zielsetzungen geben Raum für sinnvolle Experimente und Projekte. Vieles kann man nicht einfach kaufen. Detektorradios ohne eigene Energiequelle, einfache Röhrenempfänger mit einem Hauch von Nostalgie, die ersten Empfangsversuche mit dem Software Defined Radio oder Spezialempfänger für den Amateurfunk, all dies lässt sich mit wenig Aufwand realisieren.Lange Zeit war das Radiobasteln der Einstieg in die Elektronik. Inzwischen gibt es auch andere Wege, vor allem über Computer, Mikrocontroller und die Digitaltechnik. Allerdings kommen die analogen Wurzeln der Elektronik oft zu kurz. Die Radiotechnik eignet sich besonders gut als Lernfeld der Elektronik, weil man hier mit den einfachsten Grundlagen beginnen kann. Aber auch die Verbindung zur modernen Digitaltechnik liegt auf der Hand, wenn es z. B. um moderne Abstimmverfahren wie PLL und DDS oder um moderne DSP-Radios geht.Dieses Buch gibt einen Überblick und stellt eine Sammlung einfacher Projekte vor. Der Autor möchte Sie dabei unterstützen, eigene Ideen zu entwickeln, eigene Empfänger zu entwerfen und sie zu erproben.
If you have mastered the basics of Python and are wanting to explore the language in more depth, this book is for you. By means of concrete examples used in different applications, the book illustrates many aspects of programming (e.g. algorithms, recursion, data structures) and helps problem-solving strategies. Including general ideas and solutions, the specifics of Python and how these can be practically applied are discussed. Python 3 for Science and Engineering Applications includes: practical and goal-oriented learningbasic Python techniquesmodern Python 3.6+ including comprehensions, decorators and generatorscomplete code available onlinemore than 40 exercises, solutions documented onlineno additional packages or installation required, 100% pure Python Topics cover: identifying large prime numbers and computing Piwriting and understanding recursive functions with memorisationcomputing in parallel and utilising all system coresprocessing text data and encrypting messagescomprehending backtracking and solving Sudokusanalysing and simulating games of chance to develop optimal winning strategieshandling genetic code and generating extremely long palindromes
Das Design dreidimensionaler Modelle mit Werkzeugen wie Blender oder 3D Studio Max ist eine Aufgabe, die ingenieurwissenschaftlich begabte Personen nur allzu gern delegieren.OpenSCAD wählt einen erfrischend anderen Zugang. Anstatt ein Objekt als Punktwolke zu betrachten, schreibt der Modellerzeuger in einer an JavaScript erinnernden Sprache ein Programm. Dieses beschreibt die zu erzeugende Geometrie als eine Serie von Arbeitsschritten. Dreidimensionale Modelle entstehen so in einem Workflow, der an die Entwicklung klassischer ingenieurwissenschaftliche Güter erinnert. Wegen der Nähe zur manuellen Fertigung mit Werkzeug ist das ein Prozess, der Ingenieuren gut in die Hände spielt.Aber Achtung: trotz der Einfachheit der Syntax ist OpenSCAD kein primitives Modellierungsprogramm. Umfangreiche Scriptingmöglichkeiten sorgen dafür, dass sich die Modelle dynamisch an geänderte Situationen anpassen.Dieses Lehrbuch demonstriert die Möglichkeiten von OpenSCAD anhand praktischer Beispiele. Freuen Sie sich auf Ersatzknöpfe für ein LeCroy-Oszilloskop, Garderobenstangenhalter, einen Halter für Seifenspender und diverse andere Beispiele aus dem realen Leben.Der mit mehr als 15 Dienstjahren Erfahrung ausgestattete Autor entwickelte dieses für Linux und Windows gleichermaßen geeignete Buch explizit für informatikaffine Personen. Wenn Sie mit irgendeiner Programmiersprache Erfahrung haben, ist dieses Buch ihr Weg zum schnellen und unbürokratischen Erzeugen dreidimensionaler Modelle.
Ungefähr seit dem Jahr 2000 bieten Fahrzeuge Zugriff auf Diagnosedaten, Messwerte und erkannte Fehler, die mit preiswerten Geräten ausgelesen werden können. Die Daten helfen Ihnen nicht nur bei der Fehlersuche, sondern auch beim Gebrauchtwagenkauf oder dem reibungslosen Bestehen der nächsten Hauptuntersuchung. Die zunehmende Komplexität und Vernetzung der integrierten elektronischen Kontroll- und Steuerungssysteme im Fahrzeug erfordert vom Kfz-Mechatroniker sowie dem ambitionierten Selbstschrauber ein tiefgreifendes Verständnis der Thematik.Dieses Sachbuch bietet Ihnen eine umfassende Einführung zu den in Kraftfahrzeugen vorhandenen genormten On-Board-Diagnosemöglichkeiten (OBD II), deren Ursprünge, Stand der Entwicklung, Protokollaufbau und Anwendung. Das Buch richtet sich an eine breite Leserschaft, die selbst die Möglichkeiten nutzen will, um nicht mehr auf kostspielige Werkstattbesuche angewiesen zu sein oder sich für eine Eigenentwicklung von Diagnosesystemen und eine praxisnahe Beschreibung der Protokolle interessiert.Durch den Einsatz günstiger Diagnoseadapter (ELM 327 etc.) können Sie sich auf dem Smartphone Live-Daten anzeigen lassen und Cockpitinstrumente nachrüsten oder eigene Anwendungssoftware für verschiedene Systeme erstellen. Themenauswahl Historische Entwicklung der Diagnosemöglichkeiten und StandardsFunktionsumfang von OBD II mit allen zehn Diagnosemodi und ReadinesscodeWorld Wide Harmonized OBD (WWH-OBD) und HD OBD (Heavy Duty: Nutzfahrzeuge)Anschlüsse gemäß SAE J1962, SAE J1939, SAE J1708 und DoIP (ISO 13400)Protokollaufbau nach SAE J1850, ISO 9141, ISO 14230 und CANÜbersicht gängiger Diagnoselösungen für HobbyanwenderEigenbau von Diagnosesystemen mit Arduino und Raspberry PiAlle Parameter Identifier (Messwerte) für OBD IIUmfangreiche Liste der Fehlercodes zum Nachschlagen
Engineers dread designing 3D models using traditional modeling software. OpenSCAD takes a refreshing and completely different approach. Create your models by arranging geometric solids in a JavaScript-like language, and use them with your 3D printer, CNC mill, or process communication.OpenSCAD differs from other design systems in that it uses programmatical modeling. Your model is made up of primitives that are invoked using a C-, Java- or Python-like language. This approach to model design is close to the "mechanical work" done in the real world and appeals to engineers and others who are not a member of the traditional creative class.OpenSCAD also provides a wide variety of comfort functions that break the 1:1 relationship between code and geometry. This book demonstrates the various features of the programming language using practical examples such as a replacement knob for a LeCroy oscilloscope, a wardrobe hanger, a container for soap dispensers, and various other real-life examples.Written by an engineer with over 15 years of experience, this book is intended for Linux and Windows users alike. If you have programming experience in any language, this book will have you producing practical three-dimensional objects in short order!
Multitasking and multiprocessing have become a very important topic in microcontroller-based systems, namely in complex commercial, domestic, and industrial automation applications. As the complexity of projects grows, more functionalities are demanded from the projects. Such projects require the use of multiple inter-related tasks running on the same system and sharing the available resources, such as the CPU, memory, and input-output ports. As a result of this, the importance of multitasking operations in microcontroller-based applications has grown steadily over the last few years. Many complex automation projects now make use of some form of a multitasking kernel.This book is project-based and its main aim is to teach the basic features of multitasking using the Python 3 programming language on Raspberry Pi. Many fully tested projects are provided in the book using the multitasking modules of Python. Each project is described fully and in detail. Complete program listings are given for each project. Readers should be able to use the projects as they are, or modify them to suit their own needs.The following Python multitasking modules have been described and used in the projects:ForkThreadThreadingSubprocessMultiprocessingThe book includes simple multitasking projects such as independently controlling multiple LEDs, to more complex multitasking projects such as on/off temperature control, traffic lights control, 2-digit, and 4-digit 7-segment LED event counter, reaction timer, stepper motor control, keypad based projects, car park controller, and many more. The fundamental multitasking concepts such as process synchronization, process communication, and memory sharing techniques have been described in projects concerning event flags, queues, semaphores, values, and so on.
Ever since the Raspberry Pi was introduced, it has been used by enthusiasts to automate their homes. The Raspberry Pi is a powerful computer in a small package, with lots of interfacing options to control various devices. This book shows you how you can automate your home with a Raspberry Pi. You'll learn how to use various wireless protocols for home automation, such as Bluetooth, 433.92 MHz radio waves, Z-Wave, and Zigbee. Soon you'll automate your home with Python, Node-RED, and Home Assistant, and you'll even be able to speak to your home automation system. All this is done securely, with a modular system, completely open-source, without relying on third-party services. You're in control of your home, and no one else.At the end of this book, you can install and configure your Raspberry Pi as a highly flexible home automation gateway for protocols of your choice, and link various services with MQTT to make it your own system. This DIY (do it yourself) approach is a bit more laborious than just installing an off-the-shelf home automation system, but in the process, you can learn a lot, and in the end, you know exactly what's running your house and how to tweak it. This is why you were interested in the Raspberry Pi in the first place, right?Turn your Raspberry Pi into a reliable gateway for various home automation protocols.Make your home automation setup reproducible with Docker Compose.Secure all your network communication with TLS.Create a video surveillance system for your home.Automate your home with Python, Node-RED, Home Assistant and AppDaemon.Securely access your home automation dashboard from remote locations.Use fully offline voice commands in your own language.
Arduino bietet die ideale Plattform für Einsteiger, die sich auch einmal an die Programmierung und Entwicklung mit einem Mikrocontroller wagen wollen. Und damit der Einstieg schnell und einfach gelingt, beschränkt sich dieses Arduino-Special auf das Wesentliche.Für die beschriebenen Praxisprojekte braucht man gar nicht viel Material. Die Schaltungen werden auf einem kleinen Experimentier-Steckboard aufgebaut und gegebenenfalls mit einem Arduino Uno verbunden, den man an einem Windows-PC programmiert. Zu allen Schaltungen gibt es übersichtliche Aufbaubeispiele. Enthaltene Projekte Strom & Spannung: Wie alles begannArduino-HardwareArduino-ProgrammierungDer StromkreisMit dem Multimeter messenSchaltpläne und ExperimentierboardsSchaltpläne erstellenBreadboardansichten mit FritzingSchaltungen online simulierenUnverzichtbar: Widerstände (Teil 1)Praxis mit Widerständen (Teil 2)Veränderliche WiderständeDioden: Einbahnstraße für den StromDer Transistor-SchalterElektromagnetismusRelais und MotorenOpAmps: OperationsverstärkerKondensatorenTimer NE555PWM und analoge Werte mit Arduino7-Segment TemperaturanzeigeEinführung ins Löten und LCDs
1-Wire ist die Bezeichnung für eine serielle Schnittstelle, die mit nur einer Datenader auskommt. Es ist ein Master-Multi-Slave-Kommunikationsprotokoll. Verfügbar sind integrierte Bausteine zur Temperaturmessung, Akkuüberwachung, Echtzeituhr und beispielsweise Hotelschließanlagen. Eine Besonderheit von 1-Wire-Geräten ist die Spannungsversorgung aus der Gegenstation, hierbei erfolgt die Versorgung der Slaves über die Datenleitung.Der Leser erhält mit "Das 1-Wire-Praxisbuch" eine umfassende Einführung in die 1-Wire-Technologie. Das Buch zeigt anhand praktischer Projekte zum Nachbauen, wie man verschiedene verfügbare 1-Wire-Chips in eigene Mikrocontroller-gesteuerte Anwendungen integrieren kann, und zwar mit Assembler-Software-Implementierungen für PIC-Mikrocontroller und mit Sketches für den Arduino.Die 1-Wire-Technik kommt in dem Buch praxisnah bei einem elektronischen Schloss zum Einsatz, das von einem PIC-Mikrocontroller gesteuert wird. Ein weiteres Praxisprojekt erläutert Schritt für Schritt, wie beispielsweise eine ständige Temperaturmessung mit 1-Wire-Bausteinen möglich ist.
Dieses Buch ist eine Einführung in das hochaktuelle Gebiet der Robotik. Dabei stehen praktische Anwendungsbeispiele im Vordergrund. Neben den technischen und mechanischen Grundlagen werden die elektronischen Komponenten und Module erläutert. Eine zentrale Rolle spielt dabei der Mikrocontroller.Für Robotik-Anwendungen haben sich zwei Controller-Boards etabliert: der Arduino und der Raspberry Pi. Dem trägt dieses Buch Rechnung und beschreibt praktische Nachbauprojekte mit diesen beiden populären Boards.Getreu der Philosophie des "Learning by Doing" können sich auch ambitionierte, nichtprofessionelle Anwender mit dem Lernmaterial des Buches einen Überblick über den neuesten Stand der Robotertechnik und KI verschaffen. Für praktische Anwendungen können sowohl komplette Bausätze als auch einzelne Komponenten verwendet werden. Dabei wurde stets darauf geachtet, dass die Hardware möglichst universell einsetzbar ist.
Ein Blick in die einschlägigen Internetforen zeigt, dass das Programmieren immer noch in der Gruppe der beliebten Hobbys rangiert. Wo dem Hobbyprogrammierer früher eine Reihe bekannter und populärer Programmiersprachen zur Verfügung standen, ist es heute relativ übersichtlich geworden: Außer C++, Java und Visual Basic gibt es wenig bekannte und beliebte Programmiersprachen. Was fehlt, ist eine Programmiersprache, die für Laien fast so einfach zu handhaben ist wie die alten BASIC-Versionen, deren Leistung und Features dennoch an die Möglichkeiten und die Power moderner Windows-Rechner angepasst sind. Diese Programmiersprache existiert und heißt Processing.Das vorliegende Buch führt den Leser in diese visuelle Programmiersprache ein. Das Buch richtet sich an Leser, die bereits allgemeine Erfahrungen im Umgang mit Programmiersprachen besitzen und wissen, worum es sich bei Strings, Arrays oder Schleifen handelt. Der Autor zeigt anhand vieler kurzer Programmbeispiele, wie einfach es ist, mit Processing auch leistungsfähige Software zu programmieren und sich dabei auf eine nur geringe Anzahl von Befehlen, Anweisungen und Funktionen zu beschränken.Die in diesem Buch vorgestellten Programme sind zum Teil Hardware-orientiert, wobei auch die Erfassung von Daten und die Steuerung von Hardware mittels des bekannten Mikrocontrollers Arduino einer Rolle spielt. Kurz und gut: Ein Buch für alle, die eine schnell und einfach zu programmierende Software mit elektronischer Hardware kombinieren und das Ganze über maßgeschneiderte Benutzeroberflächen steuern möchten.
Die Hobbyelektronik ist reizvoll, macht Spaß und bringt nützliche Erfahrungen, die auch im Beruf oder bei der Berufswahl entscheidend sein können. Wer die Elektronik von den Wurzeln her kennt, kann auch eigene Schaltungen entwerfen und Projekte entwickeln. Entscheidend ist, dass man sich auch den kleineren Problemen widmet, die ja auch in größeren Projekten immer wieder wichtig werden können.Alles beginnt mit der analogen Elektronik. Man sollte die einfachsten Bauteile und Schaltungen genau kennen und ihr Verhalten sowie mögliche Probleme verstehen. Der beste Weg dazu sind reale Experimente, die Theorie allein reicht nicht. Dieses Buch bietet eine große Zahl praktisch nutzbarer Einsteiger-Schaltungen, mit denen jeder die nötigen Erfahrungen sammeln kann.Mit der breiten Einführung von Mikrocontrollern wurde ein neues Kapitel der Elektronik aufgeschlagen. Immer mehr Aufgaben, die ursprünglich mit diskreten Bauelementen oder konventionellen ICs gelöst wurden, erledigt inzwischen ein Mikrocontroller. Der Einstieg ist dank Bascom, Arduino, micro:bit und Co. immer einfacher geworden. Das Buch zeigt zahlreiche überschaubare Mikrocontroller-Anwendungen. Ab jetzt wird weniger gelötet und mehr programmiert.
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, Arduino und ESP8266/32 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 durchKapitel 2: Alexa internKapitel 3: Der erste Alexa SkillKapitel 4: Alexa Skills für FortgeschritteneKapitel 5: Erster Hardware-Skill auf Raspberry PiKapitel 6: Auch Alexa liebt die Arduino-IDEKapitel 7: Hacks mit SchalternKapitel 8: Alexa steuert ein GartenhausKapitel 9: Auch Roboter gehorchen AlexaKapitel 10: Alexa geht fremd
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 bezogen werden.
Dieses Buch beschäftigt sich mit DC-Elektromotoren und deren Einsatz in Arduino und Raspberry Pi Zero W-Projekten. Das Buch enthält zahlreiche Motorsteuerungsprojekte, wobei jedes Projekt denselben Aufbau besitzt:ProjekttitelBeschreibung des ProjektsBlockschaltbildSchaltplanZusammenbauVollständiges ProgrammlistingUmfassende Erläuterung des ProgrammsDie Projekte im Buch umfassen die Standard-DC-Motoren, Schrittmotoren, Servomotoren und mobile Roboter. Das Buch richtet sich an Elektronik-Bastler, die Projekte mit dem Arduino Uno oder dem Raspberry Pi Zero W entwickeln und dabei Motoren einsetzen möchten.Ein besonders reizvolles Projekt dieses Buches ist die Fernsteuerung eines mobilen Roboters von einem Mobiltelefon aus mit dem Arduino Uno sowie dem Raspberry Pi Zero W. Dieses Projekt wird sowohl über Wi-Fi als auch über Bluetooth mit dem Handy gesteuert. Die Leser sollten in der Lage sein, einen Roboter vorwärts, rückwärts, links oder rechts zu bewegen, indem sie einfache Befehle vom Mobiltelefon aus senden.Die vollständigen Programmlistings aller Projekte sowie die detaillierten Programmbeschreibungen finden Sie im Buch. Der Leser kann die Projekte Schritt für Schritt nachbauen oder sie an die eigenen Bedürfnisse anpassen.
In diesem Buch werden wir uns ausschließlich mit 8-Bit-Mikrocontrollern beschäftigen, und zwar mit Mikrocontrollern der 8-Bit-PIC- und der 8-Bit-AVR-Mikrocontroller-Linien. Bei der PIC-Familie handelt es sich dabei um PIC10, PIC12, PIC16 und PIC18; bei der AVR-Familie um ATtiny, ATmega und ATxmega. Die vorgestellten 8-Bit-Chips sind für sehr viele Anwendungen vollkommen ausreichend und preislich auch attraktiv.Durch die Lektüre des Buches erhalten Sie ein fundiertes Wissen über die genannten 8-Bit-Mikrocontroller, über ihre Architektur, ihre Pinbelegungen und über ihre Programmierung.Weil wir uns in diesem Buch mit den Grundlagen der Architektur der PICs und AVRs vertraut machen möchten, werden wir auch für alle PIC- und AVR-Anwendungen Assembler einsetzen, denn die Assembler-Sprache erlaubt es, die Technik im Detail kennenzulernen. Wenn man wirklich wissen möchte, was sich im Mikrocontroller abspielt, greift man zu Assembler. Damit hat man die beste Gelegenheit, sehr nah an den Kern zu kommen. Und wenn man schon einen Mikrocontroller-Typ kennengelernt und verstanden hat, ist es bei dem nächsten deutlich einfacher, auch wenn er von einem anderen Hersteller kommt. Bei anderen Programmiersprachen bleibt die Technik immer ziemlich tief versteckt.Die Assembler-Beispiele sind so einfach gestaltet, dass sie jeder mit den im Buch aufgezeigten Programmiertechniken erstellen kann. Weil es sich um einfache Beispiele handelt, werden wir sie alle auf einer universellen Lochrasterplatine realisieren. Manche sind auch auf einem Experimentier-Breadboard umsetzbar.
Eines haben alle elektronischen Schaltungen und Geräte gemeinsam: Ihre Funktion steht und fällt mit der Stromversorgung. Schon deshalb muss man dieser Baugruppe besondere Aufmerksamkeit widmen.Beschäftigte sich Band 1 mit den Grundlagen und Schaltungen der Stromversorgungstechnik für elektronische Geräte aus der Praxis, bietet der zweite Band neben direkt verwertbaren Grundlageninformationen eine Sammlung verschiedener praktischer Anleitungen und Applikationen sowie Bauanleitungen. Damit ist das Buch für jeden ambitionierten Elektronik-Praktiker eine wertvolle Bereicherung seiner Gestaltungsmöglichkeiten.Aus dem Inhalt:Kapitel 1: Messungen an Spannungs- und StromquellenKapitel 2: Mobile Spannungs- und StromquellenKapitel 3: Netzbetriebene VersorgungsgeräteKapitel 4: Verschiedene Themen zur Stromversorgung, unter anderem auch zur drahtlosen Energieübertragung
Die WiFi-Module der chinesischen Firma Espressif haben schon längst die Maker-Community erobert, bieten sie doch zu einem konkurrenzlosen Preis MCU- und WiFi-Funktionalität. Mit einfachen Mitteln lässt sich ein Arduino mit einem ESP-Modul um WiFi erweitern. Die globale Bastler-Gemeinde ersetzte schon bald die integrierte Firmware mit eigener Firmware, sodass Entwickler ESP-Boards wie Arduino-Boards programmieren können. Der neue ESP32 geht einen Schritt weiter und ist in jeder Beziehung leistungsfähiger als der ESP8266. Zudem besitzt er nun Bluetooth-Funktionalität.Der ESP32 verfügt über einen 240-MHz-Zweikern-Mikroprozessor mit einer Performanz von 600 DMIPS. Neben 520 KByte SRAM befinden sich 16 MByte Flashspeicher an Board. Zur Kommunikation mit der Außenwelt enthält das System-on-a-Chip die 802.11-b/g/n-WiFi-Komponente HT40 und Bluetooth-Funktionalität. Als Sensoren bietet der ESP32 einen Hall-Sensor, eine zehnfache, kapazitive Touch-Schnittstelle, einen analogen Verstärker für niedrige Signale und einen 32-kHz-Kristallquartz.Der Bestseller-Autor Erik Bartmann hat sich ausführlich mit dem neuen ESP32 beschäftigt. Heraus gekommen ist dabei Das ESP32-Praxisbuch, in dem er die Leser Schritt für Schritt in die Arbeit mit diesem preiswerten WiFi-Mikrocontroller einführt.
Das Internet of Things (IoT) wird unseren Alltag noch viel komfortabler machen als heute und dabei helfen, Geld und Ressourcen einzusparen. Der Einstieg ins Thema fällt allerdings nicht leicht. Denn auf dem Markt konkurrieren inzwischen unzählige Lösungen miteinander - meist sind es Bundles aus (Eval-)Boards, Software und einem Cloud-Zugang. Solche Kits versprechen schnelle Erfolge, doch ein fundierteres Wissen erhält nur derjenige, der ein eigenes Projekt von Grund auf realisiert.Jens Nickel - Chefredakteur der deutschen Elektor-Ausgabe - hat sich auf diesem Weg in das IoT gemacht. Im Rahmen einer Artikelserie entstanden Schritt für Schritt mehrere kleine Demo-Projekte, von der Lampensteuerung im Heimnetzwerk bis zum autarken Sensorboard, das Messwerte in die Cloud sendet. Nach dem Motto "Learning by Doing" werden dabei Themen wie TCP/IP, MQTT, Steuerung per Smartphone, WLAN-Zugang, Embedded-Webserver, Anbindung eines Cloud-Service, Zuverlässigkeit bei Verbindungsabbrüchen, Objektorientierte Programmierung und vieles mehr behandelt.Die Demo-Programme (meist im einsteigerfreundlichen Arduino-C-Dialekt) stehen selbstverständlich im Quellcode zur Verfügung und sind damit leicht an eigene Bedürfnisse anpassbar.In diesem Buch sind die ersten 24 Folgen dieser Serie kompakt zusammengefasst. Mit der von Elektor gewohnten Mischung aus Theorie und Praxis geht es in das Internet of Things - seien Sie dabei!
MQTT ist ein leichtgewichtiges, ereignis- und nachrichtenorientiertes Protokoll zur effizienten und asynchronen Kommunikation zwischen Geräten auch über limitierte Netzwerke. Das bereits 1999 von IBM entwickelte Protokoll eignet sich heute in besonderer Weise für Internet-of-Things-Anwendungen. Im Gegensatz zu HTTP mit Request/Response-Verfahren ist bei MQTT eine Publish/Subscribe-Architektur umgesetzt. Es stehen mittlerweile zahlreiche MQTT-Broker und -Clients zur Verfügung. Aufgrund der Unterstützung durch die Eclipse Foundation, IBM und vieler anderer stehen zahlreiche Komponenten kostenlos im Internet zur Verfügung. Client-Bibliotheken gibt es für die unterschiedlichsten Plattformen und Programmiersprachen. Unterstützt werden u. a. die PC-Plattform mit Java und .Net sowie Arduino und Raspberry Pi. Das MQTT-Praxisbuch führt Schritt für Schritt in die praktische Arbeit mit diesem ressourcensparenden Protokoll ein. Dabei widmet der Autor Walter Trojan dem Thema IoT-Sicherheit ein ausführliches Kapitel. Anhand von abgeschlossenen Projekten zum Nachbauen stellt der Autor in beeindruckender Weise die praktische Bedeutung des MQTT-Protokolls in modernen IoT-Anwendungen dar:MQTT auf ESP8266MQTT mit Arduino-IDEMQTT-BenchmarksMQTT auf dem Raspberry PiFlow-Programmierung mit Node-REDBoss aller Automaten: openHABProjekt Gewächshaus mit automatisierter Beleuchtung, Bewässerung, Temperaturregelung sowie Luft- und Erdfeuchtigkeitsmessung
Die erste Auflage von "High-End mit Röhren" erschien 1995. Seither hat dieses Buch bei vielen Freunden der Röhrentechnik seinen festen Platz. Von Anfang an legte der Autor Wert auf die Vermittlung von Grundlagen in verständlicher Form. Die Schaltungen sollen nicht nur nachgebaut werden, sondern es ist auch wichtig zu verstehen, warum und wie es funktioniert, wie im Bedarfsfall eingegriffen werden kann und wie sich eine hochwertige HiFi-Anlage nach eigenen Vorstellungen aufbauen lässt. Dem Leser steht somit ein vielseitiger Baukasten mit erprobten Schaltungen zur Verfügung.Alle drei gängigen Endstufenprinzipien werden vorgestellt: Eintakt- A-, Gegentakt-AB- und Parallel-Push-Pull-Endstufen. Diese decken den Leistungsbereich von etwa 3 W bis über 200 W ab, womit sie jeder im Heimbereich gestellten Anforderung gerecht werden. Passend zu den Endstufen gibt es Vorverstärkerschaltungen, die nach den jeweiligen Bedürfnissen aufgebaut werden können. Aus einer Reihe von Stromversorgungen können die für das jeweilige Projekt passenden ausgesucht werden. Für die Freunde der Vinylplatte sind zwei hochwertige RIAA-Vorverstärker beschrieben. Weiterhin werden einige Spezialschaltungen vorgestellt, die nach Bedarf eingesetzt werden können, womit die HiFi-Anlage weiter aufgewertet wird.Am Ende des Buchs werden Hinweise zu Inbetriebnahme, Schaltungsaufbau und Messtechnik gegeben. Das ermöglicht erfolgreichen Nachbau und die messtechnische Überprüfung. Die wichtigsten Daten aller in den Schaltungen vorkommenden Netztrafos, Siebdrosseln, Übertrager und Röhren mit Anschlussbelegung sind ebenfalls aufgeführt, womit sich der Leser langes Suchen erspart. Das Buch ist mit über 160 Bildern bestehend aus Diagrammen, Schaltplänen und Fotos illustriert.
In seinem leidenschaftlichen Plädoyer für die Nutzung von Sonnenenergie wendet sich der Autor an technisch nicht versierte Leser. Der Autor von Photovoltaik für Quereinsteiger hat drei klare Botschaften:Es ist ziemlich einfach, eine Photovoltaikanlage erfolgreich in Betrieb zu nehmen.Die notwendigen Kalkulationen dazu, ob sich eine Solaranlage lohnt, passen auf einen Bierdeckel.Elektrischer Strom kann mit Photovoltaik schon heute für 3,5 Eurocent pro Kilowattstunde erzeugt werden. Allerdings nur tagsüber und auch nicht überall auf der Welt (aber an sehr vielen Orten).Das Buch erklärt, wie man zu marktüblichen Preisen Anlagen bauen kann, die zu unschlagbaren Niedrigstpreisen Strom liefern können. Es wird erläutert, wie man Anlagen abhängig vom Standort kalkulieren muss. Dabei beleuchtet der Autor in leicht verständlichen Worten die physikalischen Grundlagen der Gewinnung von Energie durch Photovoltaik und erklärt, wie eine Solarzelle prinzipiell arbeitet. Die grundsätzlichen Bestandteile einer Photovoltaikanlage werden so erklärt, dass sie auch von Laien verstanden werden. Ausführlich geht der Autor auf die richtige Wahl von Batterien zur Speicherung des gewonnenen Stromes ein. Potentielle Fehler- und Gefahrenquellen beim Auf- und Ausbau finden ebenso Berücksichtigung.Das Buch richtet sich dabei an Privatpersonen und an Projektbetreiber, die Strom für den Eigenverbrauch erzeugen möchten.
Dieses Buch wendet sich in erster Linie an alle, die sich auf dem Gebiet der Physik in irgendeiner Art von Ausbildung befinden (z. B. Schüler, Studenten, Praktikanten, Auszubildende) oder selbst in der Ausbildung tätig sind.Der Autor zeigt anschaulich, wie man die unterschiedlichsten, physikalischen Experimente mit modernen Hilfsmitteln wie zum Beispiel der Arduino-Plattform sinnvoll ergänzen kann.Als eine Art "modernes Messinstrument" ermöglicht es der Arduino unter anderem, die Messergebnisse auch in einer Excel-Tabelle darzustellen.Die gezeigten Experimente lassen sich, obwohl sie ein geringes Maß an handwerklichem Geschick erfordern, auch bequem zuhause durchführen. Damit soll das Buch vor allem bei Jugendlichen ein Interesse am interessanten, sinnvollen und lehrreichen Einsatz von Mikroprozessoren wecken, der auch im Hobby-Bereich stattfinden kann.Sicherheit steht beim Experimentieren natürlich an erster Stelle: Licht, Wärme und Elektrizität sind unverzichtbar für unser heutiges Leben, aber diese Energien bergen auch Gefahren. Handeln Sie daher bitte stets nach dem Motto: Erst denken, dann machen!Nicht nur Anfänger auf dem Gebiet der Hobby-Elektronik werden an diesem handlichen, praxisbezogenen und leicht verständlichen Buch Gefallen finden.
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