Eine Einführung in die Schaltungssimulation LTspice wurde von Mike Engelhardt entwickelt und gehört inzwischen zu Analog Devices. Es handelt sich dabei um ein Programm zur Schaltplanerstellung – einen leistungsstarken, schnellen und kostenlosen SPICE-Simulator sowie um ein Werkzeug zur Darstellung von Kurvenverläufen. Es bietet eine umfangreiche Bauteildatenbank, die weltweit durch SPICE-Modelle unterstützt wird. Mit LTspice kann man schnell und einfach Schaltpläne erstellen. Dank der leistungsfähigen grafischen Ausgabefunktionen lassen sich Spannungen und Ströme in einer Schaltung, die Leistungsaufnahme der Bauteile und viele weitere Parameter darstellen. Ziel dieses Buches ist es, den Entwurf und die Simulation elektronischer Schaltungen mit LTspice zu vermitteln. Es behandelt unter anderem folgende Themen: DC und AC-Schaltungen Kleinsignal- und Z-Dioden Transistorschaltungen inkl. Oszillatoren Tryristor-, Diac- und Triacschaltungen Operationsverstärkerschaltungen inkl. Oszillatoren Der 555 Timer-IC Filter Spannungsregler Optokoppler Erstellung von Spannungskurven Simulation von Logikschaltungen mit der 74HC-Familie SPICE-Modellierung LTspice ist ein äußerst vielseitiges Werkzeug zur Simulation elektronischer Schaltungen mit zahlreichen Funktionen und Anwendungsmöglichkeiten. Eine vollständige Behandlung aller Details würde jedoch den Rahmen dieses Buches sprengen. Daher konzentriert sich das Buch auf die gängigsten Themen wie DC- und AC-Analyse, Parametersweep, Übertragungsfunktionen, Oszillatoren, Diagramme und weitere grundlegende Anwendungen. Obwohl es sich um eine Einführung handelt, deckt dieses Buch dennoch die meisten Interessensgebiete all jener ab, die sich mit der Simulation elektronischer Schaltungen beschäftigen.

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Stromversorgung ohne Stress – Band 4 Renaissance der linearen Stromversorgungen Mittlerweile gibt es fast nur noch Schaltnetzteile. Da diese rauschen und stören, sind sie nicht für alle Einsatzzwecke die beste Wahl. Ursache sind durch den Schaltbetrieb erzeugte Hochfrequenzschwingungen, die in die Netzleitung und die Umgebung strahlen. Lineare Netzteile liefern Gleichspannungen von höchster Qualität. Über Brummen und Rauschen braucht man sich wenig Sorgen zu machen. Auch der Aufbau ist im Vergleich zu Schaltnetzteilen unkritisch. Wenn man überhaupt von Nachteilen bei linearen Netzteilen sprechen kann, wäre nur das höhere Gewicht zu nennen. Lineare Stromversorgungen sind auch einfach zu verstehen, können aus Standard-Bauteilen aufgebaut werden, sind leicht zu modifizieren und reparaturfähig und damit nachhaltig. In diesem Buch geht es um den Entwurf und den Bau von linearen Stromversorgungssystemen für kleine und große Leistungen. Aber auch Randthemen wie die lineare Steuerung von Verbrauchern und Kompromissen aus Kombinationen von Schaltnetzteil und linearem Netzteil oder Hilfsschaltungen wie lineare Lasten sind Bestandteil des Buches. Bei dieser Gelegenheit gibt es ausreichend Raum für die Besprechung der Grundlagen, der technischen Details, der Fallstricke und von Tipps und Tricks.

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Einführung in die SPS-Programmierung mit dem Open-Source-Projekt auf dem Raspberry Pi und Modbus-Beispiele mit dem Arduino Uno und ESP8266 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.

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Sprachsteuerung von IoT-Projekten mit Amazon Alexa gibt dem Leser einen tiefen Einblick in die Technik der Sprachsteuerung am Beispiel von Amazon Alexa. Es erklärt detailliert Schritt für Schritt, wie man Raspberry Pi, ESP8266/32 und Arduino mit einem Sprachassistenten verbindet und steuert. Dieses geschieht anhand von Projekten aus den Bereichen Hausautomation und Robotik. Der Leser erfährt, wie man Heizkessel, Roboter und Gartenhäuser mit dieser modernen Mensch-Maschine-Schnittstelle kommandieren kann. Der Autor Walter Trojan führt dabei den Leser in die vielschichtige Welt der Amazon Web Services ein, wo er neben dem Alexa Skills Kit weitere Module wie AWS Lambda und IoT Core kennenlernt. Das erwartet den Leser: Kapitel 1: Sprachassistenten setzen sich durch Kapitel 2: Alexa intern Kapitel 3: Der erste Alexa Skill Kapitel 4: Alexa Skills für Fortgeschrittene Kapitel 5: Erster Hardware-Skill auf Raspberry Pi Kapitel 6: Auch Alexa liebt die Arduino-IDE Kapitel 7: Hacks mit Schaltern Kapitel 8: Alexa steuert ein Gartenhaus Kapitel 9: Auch Roboter gehorchen Alexa Kapitel 10: Alexa geht fremd

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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.

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Der Arduino Uno ist ein Open-Source-Mikrocontroller-Entwicklungssystem, das Hardware, eine integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) und eine Vielzahl von Bibliotheken umfasst. Es wird von einer riesigen Gemeinschaft von Programmierern, Elektronikern, Enthusiasten und Akademikern unterstützt. Insbesondere die Bibliotheken erleichtern die Programmierarbeit und reduzieren die Entwicklungszeiten, da sie das Erstellen von Programmen erheblich erleichtern. Der Raspberry Pi 4 kann in vielen Projekten wie Audio- und Videoanwendungen, aber auch in Industriesteuerungen, Robotik, Spielen usw. eingesetzt werden. Dazu bietet er auch WiFi- und Bluetooth-Fähigkeiten, wodurch er sich zudem hervorragend für internetbasierte Steuerungs- und Überwachungsanwendungen eignet. In diesem Buch werden sowohl der Raspberry Pi 4 als auch der Arduino Uno in PID-basierten automatischen Steuerungsanwendungen eingesetzt. Nach einer grundlegenden Theorie der Regelsysteme werden funktionierende und getestete Projekte zur Steuerung realer Systeme mit PID-Reglern vorgestellt. Die Open-Loop-Eigenschaften, die Abstimmung der PID-Parameter und das Closed-Loop-Zeitverhalten der Systeme werden zusammen mit Blockdiagrammen, Schaltplänen und PID-Regelalgorithmen ausführlich diskutiert. Vollständige Programme für den Raspberry Pi und den Arduino Uno runden die im Buch vorgestellten Projekte ab. Die Regelsysteme können problemlos auch auf andere Projekte angewendet werden und die für den Raspberry Pi 4 angegebenen Programme sollten auch mit anderen Modellen der Raspberry Pi-Familie reibungslos funktionieren. Das Buch behandelt folgende Themen: Steuer- und Regelsysteme Analoge und digitale Sensoren Übertragungsfunktionen und zeitkontinuierliche Systeme Systemantwortfunktionen erster und zweiter Ordnung Zeitdiskrete digitale Systeme Zeitkontinuierliche PID-Regler Zeitdiskrete PID-Regler Zweipunkt-Temperaturregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno PID-basierte Temperaturregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno Motorsteuerung mit Raspberry Pi und Arduino Uno Wasserstandsregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno PID-basierte LED-Helligkeitsregelung mit Raspberry Pi und Arduino Uno

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Der Autor zeigt in diesem Buch alle wichtigen Aspekte der Mikrocontroller-Programmierung, ohne den Leser mit unnötigen oder nebensächlichen Informationen zu überladen. Am Ende der Lektüre ist der Leser in der Lage, 8-Bit-Mikrocontroller zu verstehen und zu programmieren. Die Einführung in die Mikrocontroller-Programmierung dekliniert der Autor an Mikrocontrollern aus der PIC-Familie durch. Der PIC mit seinem 8-Bit-Design ist nicht auf dem modernsten technischen Stand, aber dafür einfach zu verstehen. Er wird in einem DIP-Gehäuse angeboten, ist überall erhältlich und nicht besonders komplex. Das gesamte Datenblatt des PICs ist um Dekaden kürzer als die Architekturbeschreibung, die den Prozessor eines fortgeschrittenen Mikrocontrollers beschreibt. Die Einfachheit hat ihre Vorteile. Wer versteht, wie ein Mikrocontroller grundlegend funktioniert, kann sich später in fortgeschrittene Softcores einarbeiten. Steht im ersten Teil des Buches Assembler als ausführende Programmiersprache im Vordergrund, so geht der Autor im zweiten Teil seines Buches vertiefend auf C ein. Quasi nebenbei entführt das Buch den Leser in die Tiefen der praktischen Arbeit mit Mikrocontrollern, erklärt interessante Messtechnik und zeigt Möglichkeiten zur Arbeitserleichterung und Fehlersuche.

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USB-Logikanalysatoren am PC mit Arduino, Raspberry Pi und Co Schritt-für-Schritt-Anleitungen führen Sie in die Analyse moderner Protokolle von I²C, SPI, UART, RS-232, NeoPixel, WS28xx, HD44780 und 1-Wire ein. Anhand zahlreicher Experimentierschaltungen mit dem Raspberry Pi Pico, Arduino Uno und dem Bus Pirate üben Sie die praxisnahe Anwendung gängiger USB-Logikanalysatoren ein. Alle in diesem Buch vorgestellten Experimentierschaltungen wurden gründlich getestet und sind funktionsfähig. Die notwendigen Programmlistings sind enthalten, es sind keine besonderen Programmier- oder Elektronikkenntnisse für diese Schaltungen notwendig. Es werden die Programmiersprachen MicroPython und C mit den Entwicklungsumgebungen Thonny und Arduino IDE eingesetzt. Dieses Buch verwendet mehrere Modelle flexibler und weit verbreiteter USB-Logikanalysatoren und zeigt die Stärken und Schwächen jeder Preisklasse. Sie werden herausfinden, welche Kriterien für Ihre Arbeit wichtig sind und in der Lage sein, das passende Gerät für Sie zu finden. Egal ob Arduino, Raspberry Pi oder Raspberry Pi Pico: Die abgebildeten Beispielschaltungen ermöglichen einen schnellen Einstieg in die Protokollanalyse und können auch als Grundlage für eigene weitere Experimente dienen. Sie werden alle wichtigen Begriffe und Zusammenhänge kennenlernen, eigene Experimente durchführen, selbstständig Protokolle analysieren und nach der Lektüre dieses Buches – im Bereich der digitalen Signale und Protokolle – ein umfassendes Wissen aufgebaut haben.

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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.

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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.

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Stromversorgung ohne Stress – Band 3 Elektronik ohne Batterien oder Versorgungsnetz Für den Betrieb moderner elektronischer Bauteile ist vergleichsweise nur noch wenig Energie notwendig. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, wie z. B. Schaltungen und Baugruppen, die ohne Batterien oder Akkumulatoren auskommen und auch keinen Anschluss an das Versorgungsnetz benötigen. Damit entfällt auch ein großer Teil des Wartungsaufwandes. Die Baugruppen arbeiten weitestgehend „für sich alleine“. Die Energie wird auf unterschiedlichste Weise aus der Umgebung gewonnen. Dazu sind allerdings spezielle Techniken erforderlich. Nicht nur zur Gewinnung der Energie – auch zur Umformung, so dass sie für elektronische Schaltungen nutzbar ist. In diesem Buch geht es um die Bereitstellung kleiner Energiemengen, mit denen kleine Geräte (Sensoren, Sender und Empfänger für QRP oder Datenübertragung, etc.) völlig autark betrieben werden können – wenn möglich, mit Bauteilen aus der Bastelkiste und ohne komplexe, spezialisierte Integrierte Schaltungen. Die am Thema interessierten Elektroniker und „Macher“ lernen hier, wie sie eigene reale Energy-Harvesting-Projekte mit Teilen aus der Bastelkiste umsetzen können, ohne vorher viel Zeit für lange theoretische Abhandlungen aufzubringen. Gerade beim Energy Harvesting ist es jedoch nicht immer möglich auf Spezial–ICs zu verzichten. Es geht eben um jedes µW und es ist leicht nachvollziehbar, dass es einfacher ist, auf einer kleinen Chipfläche mit wenig Energie zu arbeiten, als bei einer ausladenden Schaltung mit umfangreicher Verdrahtung. Die mehr „theoretischen“ oder grundsätzlichen Themen wurden in die einzelnen Kapitel und Projekte eingestreut. Den vollständigen Überblick erhält man deshalb erst, wenn man das Buch in Gänze gelesen hat. Dafür kann der Leser bereits im 2. Kapitel ein erstes Projekt umsetzen.

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Datenbankmodelle und -software für Elektronikanwendungen Mit seiner Energieeffizienz und seinem reichen Spektrum an quelloffener Software eignet sich der Einplatinencomputer Raspberry Pi auch für die Speicherung von Daten und deren grafische Aufbereitung lokal oder im World Wide Web (WWW). Dieses Buch stellt verschiedene Datenbankmodelle und diverse Datenbanksoftware vor: SQL: MariaDB, SQLite InfluxDB: Telegraf Grafana MQTT Verschlüsselung mit RPi Apache PHP Node RED Docker Es zeigt darüber hinaus ausgewählte Ansätze, gespeicherte Daten anzuzeigen und zu verwalten. Ein eigener Abschnitt ist sowohl der SSL-Verschlüsselung der Verbindung als auch dem Betrieb von Servern im WWW gewidmet. Das Buch richtet sich an alle, die neugierig sind und gerne die Möglichkeiten des Raspberry Pi ausloten möchten, die einen Einstieg in das Datenmanagement mit Datenbanken suchen, die mit einfachen Mitteln schnell loslegen möchten, die Alternativen aufgezeigt bekommen möchten, die in komprimierter Form Tipps für eigene Entwicklungen suchen, die Freude am eigenen Entwickeln und Realisieren haben. Programmierkenntnisse und -erfahrungen sind für die Installation der Software nicht erforderlich. Jeder einzelne Schritt wird detailliert beschrieben und mit Screenshots visuell unterlegt.

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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.

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Programmierung in Assembler und C am Beispiel der ATtiny-Familie Dieses Buch bietet einen eingehenden Blick auf die 8-Bit-AVR-Architektur in ATtiny- und ATmega-Mikrocontrollern, hauptsächlich aus der Sicht der Software und der Programmierung. Erforschen Sie die AVR-Architektur unter Verwendung von C und Assembler in Microchip Studio (früher Atmel Studio) mit ATtiny-Mikrocontrollern. Lernen Sie die Details der internen Funktionsweise von AVR-Mikrocontrollern kennen, einschließlich der internen Register und des Speicherplans von ATtiny-Bausteinen. Programmieren Sie Ihren ATtiny-Mikrocontroller mit einem Atmel-ICE-Programmiergerät/Debugger oder verwenden Sie ein preiswertes Hobby-Programmiergerät oder sogar einen Arduino Uno als Programmiergerät. Die meisten Code-Beispiele können mit dem Microchip Studio AVR-Simulator ausgeführt werden. Lernen Sie, Programme für ATtiny-Mikrocontroller in Assembler zu schreiben. Erfahren Sie, wie Assemblersprache in Maschinencodebefehle umgewandelt wird. Finden Sie heraus, wie Programme, die in der Programmiersprache C geschrieben wurden, in Assemblersprache und schließlich in Maschinencode umgewandelt werden. Verwenden Sie den Microchip Studio Debugger in Kombination mit einem Hardware-USB-Programmierer/Debugger, um Assembler- und C-Programme zu testen oder verwenden Sie den Microchip Studio AVR-Simulator. ATtiny-Mikrocontroller im DIP-Gehäuse werden verwendet, um eine einfache Nutzung auf Breadboards zu ermöglichen. Erfahren Sie mehr über Timing und Taktimpuls in AVR-Mikrocontrollern mit ATtiny-Bausteinen. Werden Sie zu einem AVR-Experten mit fortgeschrittenen Debugging- und Programmierfähigkeiten.

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PIC und AVR verstehen 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.

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Mikrocontroller haben sich in den letzten Jahren in praktisch allen Bereichen der modernen Technik etabliert. In zunehmendem Maße dringen sie auch in die Gebiete der Künstlichen Intelligenz und der Robotertechnik vor. Das vorliegende Buch gibt eine umfassende Einführung in die Welt der Controller-Technik mit all ihren Facetten, von der einfachen Steuerung über die Sensor-Technik bis hin zur Datenübertragung in das Internet. Als Basis dafür dient das von Elektor entwickelte AVR-Playground-Board. Das Board kann mit Controllern der ATmega-Familie bestückt werden und ist mit dem bekannten Arduino-System kompatibel, so dass auch die verschiedenen Arduino-Hardware-Erweiterungen verwendet werden können. Für die Programmierung kommt die Sprache „C“ zum Einsatz. Auch hier wird im Buch auf das Arduino-System zurückgegriffen. Die frei verfügbare Arduino-Entwicklungsumgebung erlaubt den leichten Einstieg, ohne dass später Einschränkungen in Kauf genommen werden müssen. Die Hardware-nahe Programmierung steht dabei besonders im Fokus. Nach der Erläuterung von grundlegenden Anwendungen wird auf die anspruchsvolleren Themen wie Interrupts, Timer und Counter, Pulsweitenmodulation und Analog-Digital-Wandlung eingegangen. Praktische Anwendungen können sowohl mit einem Arduino als auch mit dem AVR-Playground-Board durchgeführt werden. Da das AVR-Playground-Board bereits über eine Vielzahl von Peripherie-Einheiten verfügt, sind nur noch wenige externe Bauteile erforderlich. Das Board kann im Elektor-Shop hier bezogen werden.

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Grundlagen und Selbstbau Weshalb nicht damit beginnen, Mikrocontroller-Module selbst zu entwickeln, zumindest aber sich in Gedanken mit solchen Aufgaben zu beschäftigen? Wie Mikrocontroller-Module aufgebaut sind und wozu sie verwendet werden, soll in 'Mikrocontroller-Module – Grundlagen und Selbstbau' dargestellt werden. Das vorliegende Buch beleuchtet Mikrocontroller-Module, die vor allem zum Experimentieren, zum Lernen und zum Einarbeiten in die Entwicklung und Programmierung von Embedded Systems gedacht sind. Die Entwurfsgrundsätze, Lösungsvorschläge und Projekte, die in diesem Buch beschrieben werden, sind aus zwei Ideen hervorgegangen: Erstens können neue Entwicklungen zwischen den weit verbreiteten kostengünstigen Mikrocontroller-Modulen und der industriellen Computer- und Steuerungstechnik ihren Platz finden und zweitens ist es eine Herausforderung an sich, solche Module zu entwickeln und einzusetzen. In den ersten sieben Kapiteln dieses Buches werden die technischen Grundlagen diskutiert und anhand eigener Entwicklungen veranschaulicht. Das achte Kapitel gibt einen Überblick über diesen Modulbaukasten. Alle Fotos aus dem Buch können hier vierfarbig heruntergeladen werden.

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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 Einheiten Elektrotechnische Größen im Gleichstromkreis Einfacher Stromkreis Erweiterter Strombereich Messgeräte für die Grundschaltungen der Elektronik Kondensator Spulen, Transformatoren, Relais und Lautsprecher Zusammengesetzte Wechselstromkreise Die 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.

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An Introduction to Real and Reduced-Scale Autonomous Vehicles Want to cut through the hype and get to the core of autonomous and connected vehicles? Then this book is your clear, accessible guide to a complex and fast-moving field. Starting with Intelligent Transport Systems (ITS), it walks you through the essential foundations, including Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) – the stepping stones to full autonomy. Explore how self-driving cars mimic human behavior through a loop of perception, analysis, decision, and action. Discover the key functions that make it possible: localization, obstacle detection, driver monitoring, cooperative awareness – and the most challenging of all, trajectory planning, across strategic, tactical, and operational levels. Will vehicles be connected? The debate is on – but the standards are already here. Learn how connectivity, infrastructure, and vehicles can work in synergy through the innovative concept of floating car data (FCD). Dive into real-world implementation: with embedded electronics account-ing for over 30% of a modern vehicle‘s cost, we unpack the architecture, coordination, and tools required to manage the complexity – brought to life with a hands-on case study. To finish, we open the door to the future: building your own 1:10 scale autonomous vehicle. No plug-and-play solutions – just the foundations for a collaborative, creative, and geek-friendly challenge. Let’s drive the future together.

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Modular and Scalable Control Systems Using Structured Text This book offers a structured and practical approach to modern PLC development using object-oriented principles. It is a guide for engineers, programmers, and students seeking to harness the power of object-oriented programming (OOP) in the context of industrial automation with PLCs. The content focuses on the CODESYS development environment and Structured Text (ST), both of which support modern programming techniques while maintaining compatibility with real-time automation requirements. Through step-by-step demos and instructional examples, it demonstrates how modular, reusable code can enhance development efficiency, simplify ongoing maintenance, and enable scalable and flexible control system architectures. Key topics include: Structured Text fundamentals: conditions, loops, arrays, and functions Object-oriented concepts: classes, methods, and inheritance Advanced techniques: polymorphism, interfaces, and access control Modular design with reusable components and structured program flow Implementation of finite state machines and scalable application design Built around instructional demos and clear explanations, this book helps readers develop maintainable and modern control software in the CODESYS environment using proven programming techniques.

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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.

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Over 45 Builds for the Legendary 555 Chip (and the 556, 558) The 555 timer IC, originally introduced by the Signetics Corporation around 1971, is sure to rank high among the most popular analog integrated circuits ever produced. Originally called the IC Time Machine, this chip has been used in many timer-related projects by countless people over decades. This book is all about designing projects based on the 555 timer IC. Over 45 fully tested and documented projects are presented. All projects have been fully tested by the author by constructing them individually on a breadboard. You are not expected to have any programming experiences for constructing or using the projects given in the book. However, it’s definitely useful to have some knowledge of basic electronics and the use of a breadboard for constructing and testing electronic circuits. Some of the projects in the book are: Alternately Flashing Two LEDs Changing LED Flashing Rate Touch Sensor On/Off Switch Switch On/Off Delay Light-Dependent Sound Dark/Light Switch Tone Burst Generator Long Duration Timer Chasing LEDs LED Roulette Game Traffic Lights Continuity Tester Electronic Lock Switch Contact Debouncing Toy Electronic Organ Multiple Sensor Alarm System Metronome Voltage Multipliers Electronic Dice 7-Segment Display Counter Motor Control 7-Segment Display Dice Electronic Siren Various Other Projects The projects given in the book can be modified or expanded by you for your very own applications. Electronic engineering students, people engaged in designing small electronic circuits, and electronic hobbyists should find the projects in the book instructive, fun, interesting, and useful.

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An 8-in-1 test & measurement instrument for the electronics workbench A well-equipped electronics lab is crammed with power supplies, measuring devices, test equipment and signal generators. Wouldn‘t it be better to have one compact device for almost all tasks? Based on the Arduino, a PC interface is to be developed that’s as versatile as possible for measurement and control. It simply hangs on a USB cable and – depending on the software – forms the measuring head of a digital voltmeter or PC oscilloscope, a signal generator, an adjustable voltage source, a frequency counter, an ohmmeter, a capacitance meter, a characteristic curve recorder, and much more. The circuits and methods collected here are not only relevant for exactly these tasks in the "MSR" electronics lab, but many details can also be used within completely different contexts.

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