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Ein umfassender Kurs, der Ihnen beibringt, wie Sie eine moderne IoT-Anwendung erstellen Dieses Buch nimmt Sie mit auf eine rasante Tour durch die Full-Stack-Webanwendungsentwicklung mit Raspberry Pi. Sie lernen, wie Sie eine Anwendung von Grund auf erstellen. Sie erwerben Erfahrungen und Know-how in den folgenden Technologien: Das Linux-Betriebssystem und die Befehlszeile. Die Programmiersprache Python. Die Allzweck-Ein-/Ausgabe-Pins (GPIOs) des Raspberry Pi. Der Nginx-Webserver. Flask Python-Mikroframework für Webanwendungen. JQuery und CSS zum Erstellen von Benutzeroberflächen. Umgang mit Zeitzonen. Erstellen von Diagrammen mit Plotly und Google Charts. Datenerfassung mit Google Sheet. Entwickeln von Applets mit IFTTT. Sichern Sie Ihre Anwendung mit SSL. Empfangen Sie mit Twilio SMS-Benachrichtigungen auf Ihrem Telefon. In diesem Buch erfahren Sie außerdem, wie Sie einen drahtlosen Remote-Arduino-Sensorknoten einrichten und Daten von ihm sammeln. Ihre Raspberry Pi-Webanwendung kann Arduino-Knotendaten auf die gleiche Weise verarbeiten, wie sie Daten von ihrem integrierten Sensor verarbeitet. Mit Raspberry Pi Full Stack erlernen Sie viele grundlegende Fähigkeiten zum Erstellen von Web- und Internet of Things-Anwendungen. Die Anwendung, die Sie in diesem Projekt erstellen, ist eine Plattform, die Sie erweitern können. Dies ist nur der Anfang dessen, was Sie mit einem Raspberry Pi und den Software- und Hardwarekomponenten, die Sie kennenlernen werden, tun können. Dieses Buch wird vom Autor über einen speziellen Diskussionsraum unterstützt.

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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 so schnelle Steuerungs- und Überwachungsanwendungen in Echtzeit ermöglicht. 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 problemlos 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 externen 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 gründlich 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-Programmlisten. Die Listings sind auch auf der zum Buch gehörenden Elektor-Webseite zu finden.

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Lernen Sie, Python in realen Szenarien bei der Arbeit und im Alltag produktiv einzusetzen Wenn Sie die Grundlagen von Python beherrschen und die Sprache tiefer erkunden möchten, ist dieses Buch genau das Richtige für Sie. Anhand konkreter Beispiele aus verschiedenen Anwendungen veranschaulicht das Buch viele Aspekte der Programmierung (z. B. Algorithmen, Rekursion, Datenstrukturen) und hilft bei Problemlösungsstrategien. Einschließlich allgemeiner Ideen und Lösungen werden die Besonderheiten von Python und deren praktische Anwendung besprochen. Python 3 für wissenschaftliche und technische Anwendungen umfasst: praktisches und zielorientiertes Lernen grundlegende Python-Techniken modernes Python 3.6+ einschließlich Verständnis, Dekoratoren und Generatoren Vollständiger Code online verfügbar mehr als 40 Übungen, Lösungen online dokumentiert Keine zusätzlichen Pakete oder Installation erforderlich, 100 % rein Python-Themen umfassen: Identifizieren großer Primzahlen und Berechnen von Pi Schreiben und Verstehen rekursiver Funktionen durch Auswendiglernen paralleles Rechnen und Nutzung aller Systemkerne Verarbeitung von Textdaten und Verschlüsselung von Nachrichten Backtracking verstehen und Sudokus lösen Analyse und Simulation von Glücksspielen zur Entwicklung optimaler Gewinnstrategien Umgang mit genetischem Code und Generierung extrem langer Palindrome Laden Sie die Software auf GitHub herunter.

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Eine Einführung in RISC-V RISC-V ist eine kostenlose und offene Befehlssatzarchitektur (Instruction Set Architecture, ISA). Das bedeutet, dass für die RISC-V ISA selbst keine Lizenzgebühr anfällt, obwohl dies für einzelne Implementierungen möglicherweise der Fall ist. Die RISC-V ISA wird von einer gemeinnützigen Stiftung verwaltet, die kein kommerzielles Interesse an den Produkten oder Dienstleistungen hat, die sie verwenden, und jeder kann Beiträge zu den RISC-V-Spezifikationen einreichen. Die RISC-V ISA eignet sich für Anwendungen von eingebetteten Mikrocontrollern bis hin zu Supercomputern. Dieses Buch beschreibt zunächst die 32-Bit-RISC-V-ISA, einschließlich des Basisbefehlssatzes sowie der Mehrheit der derzeit definierten Erweiterungen. Anschließend beschreibt das Buch ausführlich eine Open-Source-Implementierung der ISA, die für eingebettete Steuerungsanwendungen vorgesehen ist. Diese Implementierung umfasst den Basisbefehlssatz sowie eine Reihe von Standarderweiterungen. Nachdem die Beschreibung des CPU-Designs abgeschlossen ist, wird das Design um Speicher und einige einfache E/A erweitert. Der resultierende Mikrocontroller wird dann zusammen mit einer einfachen Softwareanwendung in ein kostengünstiges FPGA-Entwicklungsboard (erhältlich bei Elektor) implementiert, sodass der Leser das fertige Design untersuchen kann.

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Nahezu alle Menschen werden zunehmend mit den Anwendungen der „Künstlichen Intelligenz“ (KI oder AI für engl. Artificial Intelligence) konfrontiert. Musik- oder Videoempfehlungen, Navigationssysteme, Einkaufsvorschläge usw. basieren auf Verfahren, die diesem Bereich zugeordnet werden können. Der Begriff „Künstliche Intelligenz“ wurde 1956 auf einer internationalen Konferenz, dem Dartmouth Summer Research Project geprägt. Eine grundlegende Idee war dabei, die Funktionsweise des menschlichen Gehirns zu modellieren und darauf basierend fortschrittliche Computersysteme zu konstruieren. Bald sollte klar sein, wie der menschliche Verstand funktioniert. Die Übertragung auf eine Maschine wurde nur noch als ein kleiner Schritt angesehen. Diese Vorstellung erwies sich als etwas zu optimistisch. Dennoch sind die Fortschritte der modernen KI, bzw. ihr Teilgebiet dem sogenannten „Machine Learning“, nicht mehr zu übersehen. Um die Methoden des Machine Learnings näher zu testen, sollen in diesem Buch mehrere verschiedene Systeme zum Einsatz kommen. Neben dem PC werden sowohl der Raspberry Pi als auch der „Maixduino“ in den einzelnen Projekten ihre Fähigkeiten beweisen. Zusätzlich zu Anwendungen wie Objekt- und Gesichtserkennung entstehen dabei auch praktisch einsetzbare Systeme wie etwa Flaschendetektoren, Personenzähler oder ein „Sprechendes Auge“. Letzteres ist in der Lage, automatisch erkannte Objekte oder Gesichter akustisch zu beschreiben. Befindet sich beispielsweise ein Fahrzeug im Sichtfeld der angeschlossenen Kamera, so wird die Information „Ich sehe ein Auto!“ über elektronisch erzeugte Sprache ausgegeben. Derartige Geräte sind hochinteressante Beispiele dafür, wie etwa auch blinde oder stark sehbehinderte Menschen von KI-Systemen profitieren können.

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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.

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Dieses Buch hilft Ihnen, Ihre neuen KiCad 6-Fähigkeiten zu üben, indem es Sie in einer Reihe von zwei realen Projekten herausfordert, unterstützt durch einen umfassenden Satz von Rezepten mit detaillierten Anweisungen, wie eine Vielzahl von einfachen und komplexen Aufgaben zu lösen ist. Entwerfen Sie die Platinen für einen Arduino-gesteuerten Datenlogger und ein kundenspezifisches ESP32-Board. Verstehen Sie die Feinheiten des interaktiven Routers und wie man KiCad-Projektteams mit Git verwaltet, und vieles mehr. KiCad 6 ist ein modernes, plattformübergreifendes Anwendungspaket, das auf Schaltplan- und Design-Editoren basiert. Dieses stabile und ausgereifte PCB-Werkzeug ist die perfekte Lösung für Elektronikingenieure und Bastler. Mit KiCad 6 können Sie Leiterplatten von beliebiger Komplexität und Größe erstellen, ohne die Einschränkungen, die mit kommerziellen Paketen verbunden sind. Hier sind die wichtigsten Verbesserungen und Funktionen in KiCad 6, sowohl über als auch unter der Haube: Moderne Benutzeroberfläche, die gegenüber früheren Versionen komplett neu gestaltet wurde Verbesserte und anpassbare Prüfer für elektrische und konstruktive Regeln Themeneditor, mit dem Sie das Aussehen von KiCad auf Ihrem Bildschirm vollständig anpassen können Möglichkeit, Projekte aus Eagle, CADSTART und anderen Programmen zu importieren Verbessertes Bus-Handling Volle Kontrolle über die Darstellung von Informationen im Layout-Editor: Einstellen der Sichtbarkeit, der Farbe und der Attribute jedes Platinenelements und Erstellen von Voreinstellungen Filter definieren, welche Elemente eines Layouts auswählbar sind Verbesserter interaktiver Router zum präzisen Zeichnen einzelner Leiterbahnen und differentieller Paare Neue oder verbesserte Werkzeuge zum Zeichnen von Leiterbahnen, Messen von Abständen, Abstimmen von Leiterbahnlängen usw. Verbessertes Werkzeug zum Erstellen gefüllter Zonen Ein anpassbares Koordinatensystem erleichtert den Datenaustausch mit anderen CAD-Anwendungen Realistischer Raytracing-fähiger 3D-Viewer Riesige Gemeinschaft von Mitwirkenden, die KiCad jeden Tag besser machen Umfangreiche Bibliotheken mit Symbolen, Grundrissen und 3D-Formen

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Wollten Sie schon immer wissen, wie sich die klassische Funkempfängertechnik fortentwickelt hat? Wie funktionieren professionelle Funkempfänger heute und was können sie leisten? Wie ist es der modernen Funküberwachung und den Nachrichtendiensten möglich, gleich ganze Frequenzbänder in kürzester Zeit auszuforschen? Welche Empfangssysteme und Techniken stehen heute zur Verfügung? Möchten Sie auch ausgefallene Anwendungen von Empfängern kennenlernen und wissen, wie ein Software Defined Radio (Digitalempfänger) nun wirklich funktioniert und was der letzte Stand der entsprechenden Technik kann? Wodurch unterscheiden sich Kreuzmodulation und Intermodulation und worauf ist bei der messtechnischen Bestimmung und Datenblattvergleichen unbedingt zu achten? Warum folgen Intermodulationsprodukte nicht immer den Darstellungen von Lehrbüchern? Welche Artefakte zeigen digital nachgebildete Signalverarbeitungsketten abweichend von analogen Schaltungsstufen? Welche Auswirkungen haben derartige Kenngrößen tatsächlich auf die Empfangspraxis und warum kommt es nicht nur auf den IP3 an? Wie hängt beispielsweise die Grenzempfindlichkeit mit der Empfangsbandbreite zusammen? Was unterscheidet einen Signal/Rauschabstand nach der Beurteilung durch SINAD und (S+N)/N? Wie ist ein Empfangssystem zur Aufnahme kleinster Signalpegel zu optimieren? Fragen über Fragen – im vorliegenden Buch findet man die Antworten! Ausführlich und mit Details. Mit vielen speziell dafür erdachten Zeichnungen zur visuellen Erläuterung der Zusammenhänge. Mit durchgerechneten Fallbeispielen und dem stetigen Bezug zur Empfangspraxis. Großer Wert wurde den Darstellungen auf einheitliche Betrachtungsweise und durchgehende Systematik gelegt. Das erhöht die Übersichtlichkeit und erleichtert den Vergleich einzelner Vorgänge, Konzepte und Anlagen. Um den tatsächlichen Stand der Technik gut zu erfassen, wurden dutzende Patentschriften recherchiert und die Industrie mit eingebunden. Durch das sorgfältig aufbereitete Stichwortverzeichnis mit über 1200 Einträgen lassen sich die entsprechenden Stellen mit den Erklärungen rasch und punktgenau auffinden. Auch über die Thematik von Funkempfängern hinaus wird beim Studium der Lektüre vieles klar! Denn auch Messgeräte der Hochfrequenztechnik funktionieren vielmals nach ähnlichen Prinzipien. Wer den Inhalt durcharbeitet, kann wichtige Eigenschaften verstehen, beispielsweise von Spektrumanalysatoren und bei der Arbeit damit professionell vorgehen. Diese überarbeitete und erweiterte Neuauflage bringt erstmals sämtliche Bilder durchgehend in Vollfarbdruck, vertieft spezielle Themenschwerpunkte und bietet zusätzliche Fach- und Detailinformationen hinsichtlich den Realisierungsbeispielen gegenwärtiger Funkempfänger wie ferner durch das ergänzende Erörtern von jüngst verwendeten Messverfahren. Mit dem Erarbeiten und der Einbindung eines besonders umfangreichen, auf die Belange der heutigen Empfängertechnik zugeschnittenen Fach- und Übersetzungsglossars liegt zur Deutung entsprechender Fachbegriffe nunmehr eine Referenz vor.

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Programmierung der Finite-State-Maschine mit 8-Bit-PICs in Assembly und C Andrew Pratt bietet eine detaillierte Einführung in die Programmierung von PIC-Mikrocontrollern sowie einen umfassenden Überblick über den Finite State Machine (FSM)-Programmieransatz. Der größte Teil des Buches verwendet Assembler-Programmierung, aber lassen Sie sich nicht abschrecken. Der FSM gibt einem Programm eine Struktur und erleichtert so das Planen, Schreiben und Ändern. In den letzten beiden Kapiteln wird die Programmierung in C vorgestellt, sodass Sie einen direkten Vergleich zwischen den beiden Techniken anstellen können. Das Buch verweist auf die relevanten Teile des Microchip-Datenblatts, da die Kenntnis davon der beste Weg ist, detaillierte Informationen zu erhalten. Dieses Buch richtet sich an Benutzer von Microsoft Windows und Linux. Um Ihre Kosten auf ein Minimum zu beschränken und die Toolchain zu vereinfachen, werden bestimmte Anwendungen als kostenloser Download bereitgestellt, damit Sie als Programmierer ein serielles FTDI-Kabel verwenden können. Als Assembler kommt der Open Source „gpasm“ zum Einsatz. Die gesamte Programmierung kann in einem Texteditor erfolgen. Es gibt detaillierte Anweisungen zur Durchführung der erforderlichen Installationen unter Windows, Linux Debian und Derivaten wie Ubuntu und Fedora. Für die Programmierung in C wird der XC8-Compiler von Microchip über die Befehlszeile verwendet. Zusätzlich zu den Programmieranwendungen können zwei serielle Lese- und serielle Schreibanwendungen für die Kommunikation mit den PICs von einem Computer aus verwendet werden. Ein Voltmeter-Projekt inklusive praktischer Anleitung zum Aufbau einer Leiterplatte von Grund auf ist enthalten. Die gesamte Theorie wird im Voraus behandelt, einschließlich der Ausführung ganzzahliger Arithmetik in der Assemblierung. Es werden zwei PICs abgedeckt: der PIC12F1822 und der PIC16F1823. Beide können mit einem internen Oszillator mit 32 MHz betrieben werden. Sie müssen kein werkseitig hergestelltes Entwicklungsboard und keinen Programmierer kaufen. Mit relativ kostengünstigen Teilen, darunter ein serielles Kabel, ein Mikrocontroller, einige Widerstände und LEDs, können Sie mit der Erforschung der eingebetteten Programmierung beginnen. Links Aktualisierter Programmierer

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Mitarbeit in über 50 Projekten Die Prozessorfamilie STM32 Nucleo wird von STMicroelectronics hergestellt. Dabei handelt es sich um kostengünstige Entwicklungsboards für ARM-Mikrocontroller. In diesem Buch geht es um die Entwicklung von Projekten mit der beliebten Software STM32CubeIDE und dem Entwicklungsboard Nucleo-L476RG. In den ersten Kapiteln des Buches wird die Architektur der Nucleo-Familie kurz beschrieben. Das Buch behandelt viele Projekte, die die meisten Funktionen der Nucleo-L476RG-Entwicklungsplatine nutzen, wobei die vollständigen Softwarelisten für die STM32CubeIDE für jedes Projekt zusammen mit ausführlichen Beschreibungen angegeben werden. Die Projekte reichen von einfachen blinkenden LEDs bis hin zu komplexeren Projekten mit Modulen, Geräten und Bibliotheken wie GPIO, ADC, DAC, I²C, SPI, LCD, DMA, analogen Eingängen, Energieverwaltung, X-CUBE-MEMS1-Bibliothek, DEBUGGING und anderen. Darüber hinaus werden mehrere Projekte mit den beliebten Nucleo-Erweiterungsplatinen beschrieben. Diese Erweiterungsplatinen werden auf die Nucleo-Entwicklungsplatinen aufgesteckt und bieten Sensoren, Relais, Beschleunigungsmesser, Gyroskope, WLAN und vieles mehr. Die Verwendung einer Erweiterungsplatine zusammen mit der X-CUBE-MEMS1-Bibliothek vereinfacht die Projektentwicklung erheblich. Alle Projekte im Buch wurden getestet und funktionieren. Für jedes Projekt sind folgende Unterüberschriften angegeben: Projekttitel, Beschreibung, Ziel, Blockdiagramm, Schaltplan und Programmliste für STM32CubeIDE. In diesem Buch erfahren Sie mehr über STM32-Mikrocontrollerarchitektur; das Nucleo-L476RG-Entwicklungsboard in Projekten, die das integrierte Softwareentwicklungstool STM32CubeIDE verwenden; externe und interne Interrupts und DMA; DEBUG, ein mit STM32CubeIDE entwickeltes Programm; die MCU im Ruhe-, Stopp- und Standbymodus; Nucleo-Erweiterungsplatinen mit den Nucleo-Entwicklungsplatinen. Was du brauchst ein PC mit Internetanschluss und USB-Anschluss; STM32CubeIDE-Software (kostenlos auf der Website von STMicroelectronics erhältlich) die Quelldateien des Projekts, verfügbar auf der von Elektor gehosteten Webseite des Buches; Nucleo-L476RG-Entwicklungsboard; einfache elektronische Geräte wie LEDs, Temperatursensoren, I²C- und SPI-Chips und einige mehr; Nucleo-Erweiterungsplatinen (optional).

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Fertige und selbst aufgebaute Arduino-Knoten im TTN LoRaWAN hat sich als Kommunikationslösung im IoT hervorragend entwickelt. The Things Network (TTN) hat hierzu seinen Beitrag geleistet. Aktuell wird The Things Network auf The Things Stack Community Edition (TTS (CE)) aktualisiert. Der Cluster von TTN V2 wird gegen Ende 2021 geschlossen. Der Autor zeigt Ihnen die notwendigen Schritte, damit Sie in gewohnter Weise LoRaWAN-Knoten mit Hilfe von TTS (CE) betreiben und vielleicht auch das Netz der Gateways durch ein eigenes Gateway erweitern. Mittlerweile gibt es sogar für den mobilen Einsatz geeignete LoRaWAN-Gateways, mit denen Sie über Ihr Mobiltelefon eine Verbindung zum TTN-Server aufbauen können. In diesem Buch werden eine Reihe kommerzieller und Arduino-basierter LoRaWAN-Knoten sowie neue, kostengünstige und für den Batteriebetrieb geeignete Hardware zum Aufbau autonomer LoRaWAN-Knoten vorgestellt. Die Registrierung von LoRaWAN-Knoten und Gateways im TTS (CE) sowie die Bereitstellung der erhobenen Daten über MQTT und die Visualisierung über Node-RED, Cayenne, Thingspeak und Datacake ermöglichen komplexe IoT-Projekte und völlig neue Anwendungen zu sehr geringen Kosten. Das vorliegende Buch versetzt Sie in die Lage, mit batteriebetriebenen Sensoren (LoRaWAN-Knoten) erfasste Daten drahtlos im Internet bereitzustellen und zu visualisieren. Sie lernen die Grundlagen für Smart-City- und IoT-Anwendungen, die beispielsweise die Messung von Luftqualität, Wasserständen, Schneehöhen, das Ermitteln von freien Parkfeldern (Smart Parking) und die intelligente Steuerung der Straßenbeleuchtung (Smart Lighting) ermöglichen.

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Über 50 Android-Apps mit Raspberry Pi, ESP32 und Arduino In diesem Buch geht es um die Entwicklung von Apps für Android-kompatible Mobilgeräte mithilfe der Online-Entwicklungsumgebung MIT App Inventor. MIT App Inventor-Projekte können entweder im Standalone-Modus ausgeführt werden oder einen externen Prozessor verwenden. Im Standalone-Modus läuft die entwickelte Anwendung nur auf dem Mobilgerät (z. B. Android). Bei Anwendungen auf Basis externer Prozessoren kommuniziert das Mobilgerät mit einem externen mikrocontrollerbasierten Prozessor wie Raspberry Pi, Arduino, ESP8266, ESP32 usw. In diesem Buch werden viele getestete und voll funktionsfähige Projekte sowohl im Standalone-Modus als auch mit einem externen Prozessor vorgestellt. Für alle Projekte werden vollständige Entwurfsschritte, Blockprogramme, Schaltpläne, QR-Codes und vollständige Programmlisten bereitgestellt. Zu den in diesem Buch entwickelten Projekten gehören: Verwenden der Text-to-Speech-Komponente Eine empfangene SMS-Nachricht intonieren Senden von SMS-Nachrichten Telefonieren über eine Kontaktliste Verwenden des GPS und genaues Bestimmen unseres Standorts auf einer Karte Spracherkennung und Sprachübersetzung in eine andere Sprache Steuerung mehrerer Relais per Sprachbefehl Projekte für Raspberry Pi, ESP32 und Arduino mit Bluetooth und WLAN MIT APP Inventor und Node-RED-Projekte für den Raspberry Pi Das Buch ist insofern einzigartig, als es derzeit das einzige Buch ist, das die Entwicklung von Projekten mit Wi-Fi und Node-RED mit MIT App Inventor lehrt. Das Buch richtet sich an Studenten, Bastler und alle, die an der Entwicklung von Apps für mobile Geräte interessiert sind. Alle in diesem Buch vorgestellten Projekte wurden mit der visuellen Programmiersprache MIT App Inventor entwickelt. Es ist nicht erforderlich, textbasierte Programme zu schreiben. Alle Projekte sind mit Android-basierten Mobilgeräten kompatibel. Das Buch enthält vollständige Programmlisten für alle Projekte sowie detaillierte Programmbeschreibungen. Benutzer sollten die Projekte so verwenden können, wie sie präsentiert werden, und sie an ihre eigenen Bedürfnisse anpassen können.

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Eine schnelle Fahrt vom Konzept zum Projekt Der Kern des Buches erklärt die Verwendung des Raspberry Pi Zero 2 W mit der Programmiersprache Python, immer in einfachen Worten und untermauert durch viele getestete und funktionierende Beispielprojekte. Für den Leser werden sich Kenntnisse der Programmiersprache Python und etwas Erfahrung mit einem der Raspberry Pi-Computer als hilfreich erweisen. Obwohl keine Vorkenntnisse in der Elektronik erforderlich sind, sind gewisse Kenntnisse der grundlegenden Elektronik von Vorteil, insbesondere wenn Sie sich an die Modifizierung der Projekte für Ihre eigenen Anwendungen wagen. Das Buch enthält über 30 getestete und funktionierende hardwarebasierte Projekte, die die Nutzung von WLAN, die Kommunikation mit Smartphones und mit einem Raspberry Pi Pico W-Computer abdecken. Hinzu kommen Bluetooth-Projekte inklusive elementarer Kommunikation mit Smartphones und mit dem beliebten Arduino Uno. Sowohl WLAN als auch Bluetooth sind Hauptmerkmale des Raspberry Pi Zero 2 W. Einige der im Buch behandelten Themen sind: Raspberry Pi OS-Installation auf einer SD-Karte Erstellung und Ausführung von Python-Programmen auf dem Raspberry Pi Zero 2 W Nur-Software-Beispiele für Python, das auf dem Raspberry Pi Zero 2 W ausgeführt wird Hardwarebasierte Projekte einschließlich LCD- und Sense-HAT-Schnittstellen UDP- und TCP-Wi-Fi-basierte Projekte für die Smartphone-Kommunikation UDP-basiertes Projekt für die Raspberry Pi Pico W-Kommunikation Flask-basiertes Webserverprojekt Cloud-Speicherung der erfassten Temperatur-, Luftfeuchtigkeits- und Druckdaten TFT-Projekte Node-RED-Projekte Schnittstelle zu Alexa MQTT-Projekte Bluetooth-basierte Projekte für Smartphone- und Arduino Uno-Kommunikation

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Open-Source-Code mit Arduino IDE und PlatformIO Autonomes Fahren: GPS, Beschleunigungsmesser, Gyroskop PS3-Controller Mikrocontroller wie der Arduino und Einplatinen-Rechner 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 konstruktiven Prägung mit einem Atmel-AVR-Mikrocontroller erst mit weiterer Hardware möglich sind. Prominenteste Beispiele sind hier die WiFi- und Bluetooth-Funktionalitäten. Gegenüber einem Raspberry Pi zeichnen sie sich durch einen deutlich geringeren Preis aus. Allgemeine Informationen zur Realisierung eines Roboterauto-Projekts mit dem ESP32 sind leicht zu finden. Dabei handelt es sich aber oft nur um Ausführungen zu einem Teilaspekt, ohne fundierte oder funktionale Abstimmung. So ist nicht nur die Beschaffung der benötigten Informationen mühsam und zeitaufwändig, sie kann auch außerordentlich fehlerträchtig sein. Ansatzpunkt dieses Buches ist, diese Lücke zu schließen. Es geht um verschiedene Fähigkeiten eines Chassis, vermittelt mühevolle Fähigkeiten und führt zum Einsatz 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 mit der Darstellung von grundlegenden Informationen – über die Lösung einfacher Aufgaben zu etwas anspruchsvolleren Techniken zu führen. Der Mikrocontroller ESP32 Die Software 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 Beschleunigungsmesser / 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.

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Die sieben Kapitel dieses Buches dienen als erster Schritt für Anfänger und Mikrocontroller-Enthusiasten, die einen Einstieg in die Arduino-Programmierung suchen. Das erste Kapitel stellt die Arduino-Plattform, das Ökosystem und die verschiedenen Arduino-Nano-Boards vor. Außerdem wird erklärt, wie man die verschiedenen Tools installiert, die für den Einstieg in die Arduino-Programmierung benötigt werden. Das zweite Kapitel beginnt mit dem Aufbau elektronischer Schaltungen und der Programmierung rund um Ihren Arduino. Das dritte Kapitel beschäftigt sich mit verschiedenen Bussen und analogen Eingängen. Im vierten Kapitel werden Sie mit dem Konzept der Pulsweitenmodulation (PWM) und der Arbeit mit unipolaren Schrittmotoren vertraut gemacht. Im fünften Kapitel lernen Sie, wie man mit Hilfe eines externen Displays schöne Grafiken und einfache, aber nützliche Animationen erstellt. Das sechste Kapitel führt die Leser in das Konzept der E/A-Geräte wie Sensoren und den Piezo-Summer ein und erforscht deren Methoden zur Kopplung und Programmierung mit dem Arduino Nano. Im letzten Kapitel wird ein weiteres Mitglied der Arduino Nano-Familie, der Arduino Nano 33 IoT, mit seinen hochinteressanten Fähigkeiten erforscht. In diesem Kapitel werden viele Konzepte aus den vorangegangenen Kapiteln angewendet und vertieft, um interessante Anwendungen für die weite Welt des Internets der Dinge zu erstellen. Das gesamte Buch folgt einem schrittweisen Ansatz, um Konzepte und die Funktionsweise von Dingen zu erklären. Auf jedes Konzept folgen stets ein anschaulicher Schaltplan und Code-Beispiele. Danach folgen detaillierte Erklärungen der Syntax und der verwendeten Logik. Wenn Sie die Konzepte genau verfolgen, werden Sie sich mit dem Aufbau von Schaltungen, der Arduino-Programmierung, der Funktionsweise der Code-Beispiele und den dargestellten Schaltplänen vertraut machen. Das Buch enthält auch zahlreiche Verweise auf externe Ressourcen, wo immer sie benötigt werden. Eine Archivdatei (.zip) mit den im Buch besprochenen Softwarebeispielen und Schaltplänen im Fritzing-Stil kann kostenlos heruntergeladen werden.

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Robotik und Künstliche Intelligenz

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Technisches Konstruieren mit OpenSCAD

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Programming and Projects for the Minima and WiFi Based on the low-cost 8-bit ATmega328P processor, the Arduino Uno R3 board is likely to score as the most popular Arduino family member so far, and this workhorse has been with us for many years. Recently, the new Arduino Uno R4 was released, based on a 48-MHz, 32-bit Cortex-M4 processor with a huge amount of SRAM and flash memory. Additionally, a higher-precision ADC and a new DAC are added to the design. The new board also supports the CAN Bus with an interface. Two versions of the board are available: Uno R4 Minima, and Uno R4 WiFi. This book is about using these new boards to develop many different and interesting projects with just a handful of parts and external modules, which are available as a kit from Elektor. All projects described in the book have been fully tested on the Uno R4 Minima or the Uno R4 WiFi board, as appropriate. The project topics include the reading, control, and driving of many components and modules in the kit as well as on the relevant Uno R4 board, including LEDs 7-segment displays (using timer interrupts) LCDs Sensors RFID Reader 4×4 Keypad Real-time clock (RTC) Joystick 8×8 LED matrix Motors DAC (Digital-to-analog converter) LED matrix WiFi connectivity Serial UART CAN bus Infrared controller and receiver Simulators … all in creative and educational ways with the project operation and associated software explained in great detail.

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Lernen Sie die Programmierung für Alexa-Geräte, erweitern Sie sie auf Smart-Home-Geräte und steuern Sie den Raspberry Pi Das Buch ist in zwei Teile gegliedert: Im ersten Teil geht es um die Erstellung von Alexa-Skills und im zweiten Teil um die Entwicklung von Internet-of-Things- und Smart-Home-Geräten mit einem Raspberry Pi. Die ersten Kapitel beschreiben den Prozess der Alexa-Kommunikation, der Eröffnung eines Amazon-Kontos und der kostenlosen Erstellung eines Skills. Die Funktionsweise eines Alexa-Skills und die Terminologie wie Äußerungen, Absichten, Slots und Konversationen werden erläutert. Es werden das Debuggen Ihres Codes, das Speichern von Benutzerdaten zwischen Sitzungen, die S3-Datenspeicherung und die Dynamo DB-Datenbank besprochen. Es wird der In-Skill-Einkauf beschrieben, der es Benutzern ermöglicht, Artikel für Ihren Skill zu kaufen, sowie die Zertifizierung und Veröffentlichung. Das Erstellen von Fähigkeiten mit AWS Lambda und ASK CLI wird ebenso behandelt wie der Visual Studio-Code-Editor und lokales Debuggen. Außerdem wird der Prozess des Entwerfens von Fähigkeiten für visuelle Displays und interaktive Touch-Designs mithilfe der Alexa Presentation Language behandelt. Die zweite Hälfte des Buches beginnt mit der Erstellung eines Raspberry Pi IoT-„Dings“, um einen Roboter von Ihrem Alexa-Gerät aus zu steuern. Dies umfasst Sicherheitsprobleme und Methoden zum Senden und Empfangen von MQTT-Nachrichten zwischen einem Alexa-Gerät und dem Raspberry Pi. Das Erstellen eines Smart-Home-Geräts wird beschrieben, einschließlich der Erstellung eines Sicherheitsprofils, der Verknüpfung mit Amazon und dem Schreiben einer Lambda-Funktion, die durch einen Alexa-Skill ausgelöst wird. Geräteerkennung und Ein-/Aus-Steuerung werden demonstriert. Als Nächstes erfahren die Leser, wie sie ein Smart-Home-Raspberry-Pi-Display über einen Alexa-Skill mithilfe von SQS-Nachrichten (Simple Queue Service) steuern können, um das Display ein- und auszuschalten oder die Farbe zu ändern. Ein Node-RED-Design wird von der grundlegenden Benutzeroberfläche bis hin zur Konfiguration von MQTT-Knoten besprochen. Von einem Benutzer gesendete MQTT-Nachrichten werden auf einem Raspberry Pi angezeigt. In einem Kapitel wird das Senden einer proaktiven Benachrichtigung, beispielsweise einer Wetterwarnung, von einem Raspberry Pi an ein Alexa-Gerät erläutert. Abschließend erklärt das Buch, wie man den Raspberry Pi als eigenständiges Alexa-Gerät erstellt.

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Multitasking und Multiprocessing sind zu einem sehr wichtigen Thema in mikrocontrollerbasierten Systemen geworden, insbesondere in komplexen kommerziellen, häuslichen und industriellen Automatisierungsanwendungen. Mit zunehmender Komplexität von Projekten werden immer mehr Funktionalitäten von den Projekten gefordert. Solche Projekte erfordern die Verwendung mehrerer miteinander verbundener Aufgaben, die auf demselben System ausgeführt werden und die verfügbaren Ressourcen wie CPU, Speicher und Eingabe-Ausgabe-Ports gemeinsam nutzen. Infolgedessen hat die Bedeutung von Multitasking-Operationen in Mikrocontroller-basierten Anwendungen in den letzten Jahren stetig zugenommen. Viele komplexe Automatisierungsprojekte nutzen mittlerweile eine Art Multitasking-Kernel. Dieses Buch ist projektbasiert und sein Hauptziel besteht darin, die grundlegenden Funktionen des Multitasking mit der Programmiersprache Python 3 auf dem Raspberry Pi zu vermitteln. Das Buch stellt viele vollständig getestete Projekte bereit, die die Multitasking-Module von Python verwenden. Jedes Projekt wird vollständig und detailliert beschrieben. Für jedes Projekt werden vollständige Programmlisten bereitgestellt. Der Leser soll die Möglichkeit haben, die Projekte so zu nutzen, wie sie sind, oder sie an ihre eigenen Bedürfnisse anzupassen. Die folgenden Python-Multitasking-Module wurden beschrieben und in den Projekten verwendet: Gabel Faden Einfädeln Unterprozess Mehrfachverarbeitung Das Buch umfasst einfache Multitasking-Projekte wie die unabhängige Steuerung mehrerer LEDs bis hin zu komplexeren Multitasking-Projekten wie Ein-/Aus-Temperaturregelung, Ampelsteuerung, 2-stelliger und 4-stelliger 7-Segment-LED-Ereigniszähler, Reaktionstimer und Schrittmotor Steuerung, tastaturbasierte Projekte, Parkplatzsteuerung und vieles mehr. Die grundlegenden Multitasking-Konzepte wie Prozesssynchronisation, Prozesskommunikation und Speicherfreigabetechniken wurden in Projekten zu Ereignisflags, Warteschlangen, Semaphoren, Werten usw. beschrieben.

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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.

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Ein 8-in-1-Test- und Messgerät für die Elektronik-Werkbank Ein gut ausgestattetes Elektroniklabor ist vollgestopft mit Netzteilen, Messgeräten, Prüfgeräten und Signalgeneratoren. Wäre es da nicht besser, ein kompaktes Gerät für nahezu alle Aufgaben zu haben? Auf Basis des Arduino soll ein möglichst vielseitig einsetzbares PC-Interface zum Messen und Steuern entwickelt werden. Es hängt einfach an einem USB-Kabel und bildet – je nach Software – den Messkopf eines Digitalvoltmeters oder PC-Oszilloskops, eines Signalgenerators, einer regelbaren Spannungsquelle, eines Frequenzzählers, eines Ohmmeters, eines Kapazitätsmessgeräts, eines Kennlinienschreibers und vielem mehr. Die hier zusammengestellten Schaltungen und Methoden sind nicht nur für genau diese Aufgaben im Elektroniklabor „MSR“ relevant, viele Details lassen sich auch in ganz anderen Zusammenhängen anwenden.

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