Bücher | Elektronik

Dieses Buch ist ein Nachschlagewerk mit praxisorientierten Fakten und ausführlichen Erklärungen. Der Autor hat selbst für komplexe Vorgänge oder Formeln praktische kurze Erklärungen und Näherungsrechnungen entwickelt, ohne die Darstellungen zu simplifizieren. Als Ausgangspunkt wurde das Simulationsprogramm Multisim gewählt, das zahlreiche Bauelemente und umfangreiche Messinstrumente zur Verfügung stellt. Damit hat man ein praxisnahes Fachbuch und Nachschlagewerk für Schule, Studium und Weiterbildung im Beruf. Das Buch ist in sechs Kapitel gegliedert: Messgeräte: Arbeiten mit Multimeter, Funktionsgenerator und Zweikanal-Oszilloskop Dioden: Einweg-, Brückengleichrichter, Schalter, Spannungsbegrenzer, Z-Diode, Leuchtdioden, 7-Segment-, Bargraf-Anzeige und Optokoppler Verstärkerschaltungen: Kleinsignalverstärker, ein- und zweistufige Verstärker, Leistungsverstärker für A-, B- und AB-Betrieb, Wechselstromverstärker, Differenzverstärker, FET-Verstärker und Arbeiten mit dem Operationsverstärker Transistoren: Als Schalter eingesetzt, Schaltungen mit komplementären Transistoren, astabile und monostabile Kippschaltung, Flipflops Signalgeneratoren: Rechteckgenerator, Sägezahngenerator, Dreieck-Rechteck-Generator, Sinusgenerator, LC-Oszillator, Phasenschiebergenerator, Wien-Robinson-Generator, Oszillator mit Quarz Impulsformer mit Schmitt-Trigger und Komparator: Schmitt-Trigger mit Transistoren und FET, Dämmerungsschalter, Temperaturüberwachung, TTL-Baustein 74132, Amplitudenbegrenzer, Differenzier- und Integrierschaltung Der in mehrere Hauptkapitel gegliederte Inhalt ist so aufbereitet, dass Nachschlagen und Finden der gewünschten Themen sehr einfach ist. Neben den passiven Bauelementen (Widerständen, Kondensatoren und Spulen) nehmen die Halbleiterelemente (Dioden, Transistoren und Feldeffekttransistoren) sowie Operationsverstärker und digitale Schaltkreise einen breiten Raum ein.

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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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Praktische Einführung in 3D-Modellierung vom Gehäuse bis zu Frontplatten Ein historisches Bauteil einbetten, eine professionell anmutende Heimstätte für eine Leiterplatte schaffen oder ein komplexes Gerät mit Chassis konstruieren – diese und viele andere Herausforderungen werden mit FreeCAD zu einem anregenden Vergnügen. Hat man die grundlegenden Prozesse erst einmal verinnerlicht, sind der Fantasie praktisch keine Grenzen mehr gesetzt. Der Einstieg in ein neues Programm ist immer schwierig – besonders wenn es sich um ein so vielfältiges Werkzeug wie FreeCAD handelt. Überschaubare, aber zugleich gut verwendbare Einzelteile liefern in diesem Buch den Anfangspunkt. Das Zusammensetzen dieser Komponenten führt später zu Baugruppen. In der Vielfalt der Möglichkeiten von FreeCAD wird ein gangbarer Weg gezeigt. Das beschriebene Vorgehen ist exemplarisch – die Beispiele lassen sich daher leicht auf eigene Aufgaben anwenden. Die Geräte wurden vom Autor angefertigt und mit Fotos illustriert. Eine 3D-Konstruktion erfordert etwas Aufwand, der sich aber lohnt: Neben einer beeindruckenden Darstellung von Projekten wird zugleich die Möglichkeit geliefert, z. B. Blechteile zur Fertigung abzuwickeln und für die Werkstatt aussagekräftige Zeichnungen zu exportieren. Schon bald werden Sie auf FreeCAD nicht mehr verzichten wollen!

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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.

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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. Die Cluster von TTN V2 werden 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 Verbindung zum TTN-Server aufbauen können. In diesem Buch werden eine Reihe kommerzieller und Arduino-basierter LoRaWAN-Knoten als auch 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) u.a.m. ermöglichen.

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Drahtlose Kommunikation

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Projekte mit Arduino Uno und Raspberry Pi In diesem Buch werden Anwendungen von Arduino Uno und Raspberry Pi 4 in praxisnahen Projekten auf Basis von CAN-Bus detailliert beschrieben. Durch den Einsatz von entweder Arduino Uno oder Raspberry Pi in Verbindung mit handelsüblichen CAN-Bus-Schnittstellenmodulen werden die Entwicklung, Fehlersuche und Fehlerbeseitigung sowie die Überprüfung von Projekten auf CAN-Bus-Basis erheblich erleichtert. Dieses Buch richtet sich an jeden, der mehr über den CAN-Bus lernen möchte und mit den Grundlagen der Elektronik vertraut ist. Hilfreich ist auch Erfahrung mit den Programmiersprachen C und Python sowie mit der Programmierung von Arduino Uno unter Verwendung seiner IDE und von Raspberry Pi zu haben. Das Buch ist eine nützliche Informationsquelle und ein Nachschlagewerk für jeden, der Antworten auf eine oder mehrere der folgenden Fragen sucht: Welche Bussysteme stehen für die Automobilindustrie zur Verfügung? Was sind die Grundprinzipien des CAN-Bus? Welche Arten von Frames (oder Datenpaketen) stehen in einem CAN-Bussystem zur Verfügung? Wie können Fehler in einem CAN-Bussystem erkannt werden, und wie zuverlässig ist ein CAN-Bussystem? Welche Arten von CAN-Bus-Controllern gibt es? Welches sind die Funktionsprinzipien des MCP2515 CAN-Bus-Controllers? Wie kann ich ein CAN-Bus-Projekt mit Arduino Uno realisieren? Wie kann ich Arduino oder Raspberry Pi CAN-Bus-Projekte mit 2 und 3 Knoten erstellen? Wie kann ich die Daten auf dem CAN-Bus analysieren? Wie kann ich ein CAN-Bus-Projekt mit Raspberry Pi ausführen?

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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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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 Stromquellen Kapitel 2 • Mobile Spannungs- und Stromquellen Kapitel 3 • Netzbetriebene Versorgungsgeräte Kapitel 4 • Verschiedene Themen zur Stromversorgung, unter anderem auch zur drahtlosen Energieübertragung

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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.

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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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Dieser Praxis-Ratgeber wendet sich an alle, die sich für die Elektroinstallation interessieren. Auch wenn Sie nicht wissen, warum Ihre elektrische Anlage nicht zufriedenstellend funktioniert oder wie ein Fehler in Ihrer Anlage beseitigt wird, kann dieses Buch Ihnen helfen. Nützlich ist es aber sicherlich auch dann, wenn Sie nur über die Installation elektrischer Anlagen mehr wissen wollen. Von einfachen Installationsschaltungen bis hin zur vollständigen Wohnungsinstallation zeigt Ihnen dieses Buch alles, was für Planung, Ausführung und Prüfung von elektrischen Anlagen wichtig ist. Alle üblichen Installationspraktiken haben wir für Sie mit sehr vielen Bildern und Planzeichnungen anschaulich dargestellt. Interessierte Leser erhalten somit Wissen, das für die Installation von elektrischen Anlagen notwendig ist. Jeder einzelne Schritt wird erläutert, und wertvolle Kniffe aus der Praxis helfen Ihnen, Zeit und Geld zu sparen.

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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. Dieses Buch beinhaltet Grundlagen und Schaltungen der Stromversorgungstechnik für elektronische Geräte aus der Praxis. Dem aktuellen Trend folgend hat der Autor der mobilen Stromversorgungstechnik und der Schaltnetzteiltechnik besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Dabei wird berücksichtigt, dass die Stromkonstanter gegenüber den Spannungskonstantern zunehmend an Bedeutung gewinnen. Man findet im Buch außer den notwendigen Grundlagen zum Bau eigener Stromversorgungsgeräte und -baugruppen auch ganz praktische Anwendungsbeispiele, etwa für den Ersatz defekter Netztransformatoren, für die mobile Stromversorgung auf Fahrradtouren oder für den Betrieb von LEDs. Der Autor Franz Peter Zantis ist Energieanlagenelektroniker und Ingenieur der Nachrichtentechnik. In einem Forschungsprojekt hat er sich ausführlich mit der Stromversorgung von eigensicheren Geräten auseinandergesetzt und zahlreiche Beiträge zum Thema Schaltnetzteile veröffentlicht.

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Das 1-Wire-Praxisbuch

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310 Schaltungen – das elfte Buch innerhalb der „Dreihunderter-Reihe“. 310 Schaltungen und neue Konzepte in einem Buch sind ein (fast) unerschöpflicher Fundus zu allen Bereichen der Elektronik: Audio & Video, Spiel & Hobby, Haus & Hof, Prozessor & Controller, Messen & Testen, PC & Peripherie, Stromversorgung & Ladetechnik sowie zu Themen, die sich nicht katalogisieren lassen.310 Schaltungen – enthält viele komplette Problemlösungen, zumindest aber die Idee hierzu. Nicht zuletzt sind die 310 Schaltungen der Anstoß zu ganz neuen Überlegungen.310 Schaltungen – sind eine Zusammenfassung der Beiträge aus den Halbleiterheften 2006 bis 2008. Die Halbleiterhefte sind die jährlichen Doppelausgaben Juli/August der Zeitschrift Elektor.310 Schaltungen ist das Buch für alle, die kreativ mit der Elektronik umgehen; sei es im Beruf oder als Hobby.

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Einstieg in die FPGA-Programmierung mit VHDL und MAX1000-Board Entdecke die faszinierende Welt der FPGA-Programmierung mit dem Buch 'FPGA für alle – Einstieg in die FPGA-Programmierung mit VHDL und MAX1000-Board' von Erik Bartmann. Mit 23 Projekten findet der Leser einen Einstieg in die komplexe FPGA-Programmierung. Zuvor vermittelt der Autor die digitaltechnischen Grundlagen, um diese Form der Programmierung verstehen zu können. Am Ende der fast 500 Buchseiten ist der ambitionierte Leser in der Lage, erste eigene FPGA-Anwendungen zu erstellen. Das Buch ist praxisorientiert und bietet eine Vielzahl von Beispielprojekten, Übungen und Simulationen. Erik Bartmann führt in die Hardwarebeschreibungssprache VHDL ein und zeigt dem Leser die Software-Werkzeugkette und den Workflow auf, der bei der FPGA-Programmierung so ganz anders ist als bei der prozeduralen Programmierung. Im Buch kommt das preiswerte, aber leistungsstarke FPGA-Board MAX1000 zum Einsatz. Der preisgünstige Bezug des MAX1000-FPGA-Boards ist über den Bombini-Verlag gewährleistet. Alle Projekte im Buch werden mit diesem FPGA-Board durchgeführt. Der Schwerpunkt des Buches liegt auf der Programmierung mit VHDL, einer weit verbreiteten HDL-Sprache für die Entwicklung von digitaler Logik. Der Leser wird die grundlegenden Strukturelemente von VHDL kennenlernen, wie Variablen und Signale, und das erlernte Wissen direkt in praktischen Projekten anwenden. Das Buch führt durch verschiedene FPGA-Projekte, darunter die Ansteuerung von LEDs, Abfrage eines Tasters, Design von Addierschaltungen, Simulation von Schaltungen, Pulsweiten-Modulation, Steuerung eines Servo-Motors und vieles mehr. Zusätzlich bietet das Buch Einblicke in fortgeschrittene Themen wie Schaltungssynthese, Multiplexer, Wertevergleich, Arbeit mit negativen Zahlen, Ansteuerung einer LED-Matrix, analoge Eingänge und Serielle Kommunikation. Es enthält auch einen Abschnitt über VHDP sowie eine Einführung in den I²C-Bus und die Simulation eines Arduinos auf dem FPGA-Board.

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