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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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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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 Protokollen 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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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 Protokollen 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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"Wie kann ich die klanglichen Eigenschaften meiner Lautsprecherboxen optimieren? Wie sind sie im Raum aufzustellen, damit die Wiedergabe akustisch voll zur Geltung kommt?" Das sind Fragen, die Sie sich sicherlich auch schon gestellt haben, ohne eine befriedigende Antwort zu erhalten. Das Buch räumt mit allen Ungereimtheiten auf, die durch widersprüchliche Aussagen von Handel und Werbung entstehen. Es beginnt mit den Problemen der (Raum)Akustik wie Aufstellung der Boxen, Frequenzgang, Baßwiedergabe und Richtcharakteristik. Es folgt der Aufbau und die Wirkungsweise von Lautsprecherchassis. Das ist nicht nur eine Auflistung bestehender Systeme, sondern auch eine klare Gegenüberstellung deren Vor- und Nachteile. Nicht zu kurz kommt die Theorie dynamischer Lautsprecher. Dazu gehören: Übertragungsfunktion, Impedanz, Filter, Hoch-, Band- und Tiefpaß, Frequenzweichen usw. Es folgen Überlegungen zu Baßreflex- und geschlossenen Lautsprecherboxen. Außerdem bietet Ihnen das Buch die Möglichkeit, Lautsprecherboxen sowie die mechanischen Parameter einzelner Chassis elektronisch zu beeinflussen. Schließlich gibt es noch Hinweise und Tips für Messungen an Chassis und Boxen. Ob Sie nun industriell gefertigte Boxen oder selbstgebaute aufstellen wollen: Mit dem Buch können Sie Ihre Boxen an Ihren Verstärker in Ihrem Hörraum optimal anpassen.

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Das Programmpaket Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench (oder kurz LabVIEW) ist ein international anerkannter Standard zur Entwicklung und Gestaltung von Messgeräten und Prozesssteueroberflächen. Seine Universalität konfrontiert den LabVIEW-Einsteiger allerdings mit einer unübersichtlichen Vielfalt von Funktionen, die er ohne fundierte Anleitung kaum überblicken kann. Hier setzt diese neue mehrteilige Lehrbuchreihe an: Von Grund auf werden in einfach nachvollziehbaren Schritten der Aufbau, die Struktur und die Verwendung von LabVIEW erklärt, in praktischen Beispielen dargestellt und mit Übungen vertieft. Die notwendigen Vorkenntnisse sind äußerst gering, die erreichbaren Ergebnisse dagegen äußerst sehenswert. Der erste Band erläutert die Grunddatentypen und die zugehörigen numerischen Grundfunktionen ebenso ausführlich wie die elementaren Programmstrukturen. Im folgenden Band liegt der Schwerpunkt bei der Kopplung beliebiger Mikrocontrollersysteme über die serielle (USB-)Schnittstelle an den PC und an LabVIEW. Im dritten Band stehen Entwurf und Betrieb kompletter MSR-Systeme mit Hard- und Softwarekomponenten der wichtigsten Messtechnikhersteller im Vordergrund, einschließlich Fernsteuerung, -überwachung und -diagnose über das Internet oder WLAN-Systeme. Diese Lehrbuchreihe richtet sich an Schüler/Auszubildende technischer Bildungseinrichtungen, an Studenten von Fachhochschulen/Universitäten und an den engagierten Praktiker in der Industrie oder im privaten Bereich.

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Das Programmpaket Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench (oder kurz LabVIEW) ist ein international anerkannter Standard zur Entwicklung und Gestaltung von Messgeräten und Prozesssteueroberflächen. Seine Universalität konfrontiert den LabVIEW-Einsteiger allerdings mit einer unübersichtlichen Vielfalt von Funktionen, die er ohne fundierte Anleitung kaum überblicken kann. Hier setzt diese neue mehrteilige Lehrbuchreihe an: Von Grund auf werden in einfach nachvollziehbaren Schritten der Aufbau, die Struktur und die Verwendung von LabVIEW erklärt, in praktischen Beispielen dargestellt und mit Übungen vertieft. Die notwendigen Vorkenntnisse sind äußerst gering, die erreichbaren Ergebnisse dagegen äußerst sehenswert. Der erste Band erläutert die Grunddatentypen und die zugehörigen numerischen Grundfunktionen ebenso ausführlich wie die elementaren Programmstrukturen. Im folgenden Band liegt der Schwerpunkt bei der Kopplung beliebiger Mikrocontrollersysteme über die serielle (USB-)Schnittstelle an den PC und an LabVIEW. Im dritten Band stehen Entwurf und Betrieb kompletter MSR-Systeme mit Hard- und Softwarekomponenten der wichtigsten Messtechnikhersteller im Vordergrund, einschließlich Fernsteuerung, -überwachung und -diagnose über das Internet oder WLAN-Systeme. Diese Lehrbuchreihe richtet sich an Schüler/Auszubildende technischer Bildungseinrichtungen, an Studenten von Fachhochschulen/Universitäten und an den engagierten Praktiker in der Industrie oder im privaten Bereich.

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KiCad wie ein Profi (E-book)

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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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High-End mit Röhren (E-Book)

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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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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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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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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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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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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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Über 50 Schaltungen und Projekte Sirene im US-Stil Zwei Drehgeber an einem Analogeingang Wie man mit dem Arduino einen 230-V-AC-Dimmer baut Zehnfache LED-Stromquelle Vier Schalter an einem Pin erkennen Ein/Aus-Schalter mit Akku-Füllstandskontrolle Handdesinfektionsmittel-Spender selbstgebaut Eine einfache elektronische Orgel Ultra-einfacher Stereo-Verstärker Sound Activated Switch für Verstärker Balanced/Unbalanced-Wandler Externer Netzfilter Tastenfreie Torsteuerung DI-Box für ein Smartphone Spaß mit Lauflichtern Ein-Knopf-Thyristor-Steuerung Quasi-analoger Belichtungstimer für die Dunkelkammer Schaltungen von der Hackster.io-Community Analoger Bräunungstimer Noch eine Ein-Draht-LCD-Schnittstelle Einfacher PWM-Generator mit ATtiny13 Zweites Leben für Batterien Touch-Schalter für LED-Leuchten Tester für LEDs und DIP-Schalter Funktionstester für IR-Fernbedienungen Leistungshalbleiter-Tester SPI für WS2812(B)-LEDs Messen von Leistungsinduktivitäten Ein DIY-Doppelnetzteil DIY-Testvorrichtung für das LCR-Meter Arduino-Amperemeter Zwei-Finger-Orgel Rauscharmer ADC-Kalibrator DC/DC-Aufwärtswandler Zwei Potentiometer an einem digitalen Eingang Akustischer Näherungssensor Batterieloser Heizkörper-Sensor Wanzen und drahtlose Kameras aufgespürt Timer für die Innenbeleuchtung im Auto Kerzensimulator Digitaler Küchentimer Milliohmmeter Verzögerungstimer für Heißwasserbereiter Einfaches Ladegerät für zwei Zellen des Typs 18650 Winzige Frequenzreferenz Sparsamer IR-Schalter Recyceln Sie Ihren Auto-Handylad! Mikrofon-Vorverstärker für Arduino EMI-Filter im Selbstbau Elektronischer Würfel – ganz ohne MCU Finger-Kondensator Der selbstladende LED-Blitzer Außerdem in dieser Ausgabe KiCad 6 – Fünf interessante neue Funktionen Flashback – Der Elektor-Computer SC/MP Interview – Mit Elektrizität Kunst machen Meine erste Platine – Crash-Einstieg in KiCad Mit intelligenter Software-Hardware minimieren Infografik – Fakten und Zahlen Neue ICs von Analog Devices Flashback – DER Elektor-Metalldetektor Hexadoku – Sudoku für Elektroniker

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Der einfache „Stromversorgung“ genannte Schaltungsteil wird sowohl bei der Entwicklung als auch bei der Reparatur von Elektronik enorm unterschätzt. Dabei ist die Vielfalt bei Netzteilen oder neudeutsch „PSU“ enorm. Es gibt sie in den unterschiedlichsten Ausführungen: mit Gleich- oder Wechselspannung, als Generator, Akku oder Batterie, als Solar-Panel, extern oder eingebaut, linear oder „geschaltet“ – um nur einige zu nennen. Auch die Leistungsbereiche sind enorm: von Nano-Ampere bis Kilo-Ampere – dasselbe gilt für Spannungen. Bei der konkreten Umsetzung kann man zwischen ICs oder diskreten Bauteilen, zwischen fertigem Gerät bzw. Modul oder der Realisierung aus selbstverlöteten Bauteilen wählen. Dieses Special deckt die wichtigsten Merkmale und Gestaltungsaspekte von Stromversorgungen ab. Inhalt Grundlagen Batteriemanagement Was man beim Einsatz von (Lithium-)Akkus beachten muss. Festspannungsnetzgerät mit Linearregler Das beste Ergebnis gleich nach den Batterien. Lichtenergie sammeln Wie man ein Solarmodul für ein Energy-Harvesting-Projekt verwenden kann. Netzbetriebene Versorgungsgeräte Basisschaltungen und Tipps für Transformatoren, Gleichrichtung, Siebung und Stabilisierung. Sanftanlauf Der hohe Einstrompuls sollte vermieden werden. Steuerbarer Gleichrichter Einige Vorschläge, um die Verlustleistung im Längsregler möglichst gering zu halten. Komponenten Arbeitsblatt: Spannungsreglerserie LM117 / LM217 / LM317 Superkondensatoren Bewertungen Labornetzteil-Kit Joy-iT RD6006 Elektronische Last Siglent SDL1020X-E Projekte Balkon-Kraftwerk Selbst installiert = schnell amortisiert! DIY-LiPo-Kompressor-Kit Vom Prototyp zum Massenmarkt. Doppelanoden-MOSFET-Thyristor Schneller und effizienter als herkömmliche SCRs. Batterie-Entsafter Nicht wegwerfen, ausquetschen! Hochspannungsnetzteil mit Kennlinienschreiber Spannungen bis 400 V einstellen und Kennlinien für Röhren und Transistoren erstellen. Hochspannungsnetzteil Für RIAA-Röhrenvorverstärker und andere Anwendungen. Mikroversorgung Eine Laborstromversorgung für universelle Anwendungen. Phantom-Speisung mit geschalteten Kondensatoren Spannungsverdreifachung mit zwei ICs. Das SMPS800RE Schaltnetzteil für den Elektor Fortissimo-100 Zuverlässig, leicht und unkompliziert. Weicher Start Schont das Netzgerät und die Last. UniLab 2 Geschaltetes Labornetzteil 0…30 V/3 A Tipps Softstart für Step-Down-Schaltregler Stromabschaltung mit minimalen Verlusten Powerbank-Geheimnisse Künstliche Masse Akku-Erfrischer Akkupack-Entlader Parallelschaltung von Spannungsreglern

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Der Themenbereich Solartechnik hat in 2023 vor allem auch wegen der Aussetzung der Mehrwertsteuer für alle Produkte und Dienstleistungen im direkten Zusammenhang mit Solaranlagen einen beispiellosen Boom in Deutschland erfahren. Die Nachfrage nach Anlagen aller Arten und Größenordnungen ist enorm gestiegen. Dieses Special bietet viele kleine Schaltungen vom Solar-Akkulader über solare Nachführsteuerungen bis hin zu Regelungen für Warmwasseranlagen und Tipps aus den unterschiedlichsten Bereichen der Solartechnik. Außerdem gibt es noch einen umfangreichen Beitrag zum Thema Balkonkraftwerke und wie man diese „ins Internet“ bringt plus praktische Informationen zum Aufbau und der Technik hinter Solarmodulen. Inhalt Grundlagen Photovoltaik-Systeme Berechnen und RealisierenGrundlegende Zusammenhänge und neue Entwicklungen zum Thema Energiegewinnung aus der Sonne. LichtsensorikTageslicht mit LEDs gemessen. SonnenstromSolares Laden mit und ohne Laderegler. Kabelquerschnitte und Energieverluste in SolaranlagenWichtige Gedanken zu unterschiedlichen Maximalwerten im Hinblick auf den Strom, der durch Solaranlagenkabel fließen darf. SolarmoduleWas Sie schon immer über Solarpanels wissen wollten… Ideal Diode Controller„Dioden“ mit geringer Verlustleistung. Projekte EnergieloggerEnergie messen und aufzeichnen. Winzige SolarversorgungSonnenlicht rein, 3,3 V raus. DIY-DTUDaten kleiner Wechselrichter per μC auslesen. Solar ChargerSolarladegerät für unterwegs. Regelung für Solar-WarmwasseranlagenEnergiegewinnung auf hohem Niveau. MPP T-SolarladerMaximale Leistung aus der Sonne. HeliostatSonne und Sternen auf der Spur. Solar-LeuchteEinfach (und) funktionell. Solarspannungswandler für IoT-GeräteDas Licht in Innenräumen nutzen. Akkulader für GlobetrotterEnergie vom Himmel. Solar-AkkuladerMit Schutz gegen Tiefentladung. Akkulader mit SolarzellenPIC12C671 umgeht Über- und Tiefenladen. Spannungswandler für Photovoltaik-ModuleEin Beitrag von Transfer MultisortElektronik. Solar-LadereglerFür Panele bis 53 Watt. Sonnenkur für müde Akkus Überwachung von SolarmodulenErkennen und Lokalisieren von problematischen Panels in großen Anordnungen. Akkulader mit Solarzellen und MAX1771. Balkonkraftwerk 2.0Alles neu: Solarpanels, Aufstellung und Wechselrichter. Tipps Solar-Feuchtesensor Solar-Lader mit hohem Wirkungsgrad Shunt für Solaranlage Nachführung für Solarmodul zBot: Solar/Batterie-Stromversorgung Simpler Solar-Lader Solarzellen-Spannungsanzeige Solar-Nachtlicht Alternativer Solarakkulader

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Inhalt Projekte Pico-VoiceSprachverfremdung und Soundeffekte mit dem Raspberry Pi Pico Navi mit Vibrations-Feedback POV-Anzeige Impulsbreitenmodulation (PWM) mit dem Raspberry Pi Pico Verwendung von Wi-Fi mit dem Raspberry Pi Pico „Hello World“ vom Raspberry Pi Pico und RP2040Ein Blick auf den ersten Mikrocontroller der Raspberry Pi Foundation Einfacher Ein-Aus-Temperaturregler mit Raspberry-Pi-HAT Multitasking mit dem Raspberry PiBeispiel: Ampelsteuerung Das Raspberry-Pi-LinealSpaß mit einem Laufzeitsensor Puffer-Board für Raspberry Pi (Mk. 1)Nie wieder defekte I/O-Ports FM-Radio mit RDSEin HAT für den Raspberry Pi LoRa mit dem Raspberry Pi PicoViel Spaß mit MicroPython! Tutorials Qt für Raspberry Pi Raspberry Pi Pico Programmierungmit MicroPython und Thonny Raspberry Pi Full StackRPi und RF24 als Herzstück eines Sensornetzwerks Raspberry Pi – Bash-Befehle in der Übersicht Community Java auf dem Raspberry PiEin Interview mit Buch-Autor Frank Delporte Reviews Buchvorstellung: Raspberry Pi for Radio Amateurs Secure-Boot-Lösung für Raspberry PiViel Sicherheit zum vernünftigen Preis Review: SmartPi – Smartmeter-Erweiterung für Raspberry Pi Review: RPi-HAT Enviro+Umweltdaten messen mit Raspberry Pi und der HAT Enviro+ Review: Raspberry Pi 4Alles neu und doch gut? Schnelles 3,5“-Touch-Display für RPiMehr Leistung ohne Aufpreis

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Diese Ausgabe steht allen GOLD- und GREEN-Mitgliedern auf der ElektorMagazine-Website zum Download bereit! Sind Sie noch kein Mitglied? Hier klicken! Beschleunigung der IoT-Innovation Ein WLAN-Bilderrahmen mit farbigem E-Ink-Display Anleitung ESP-Launchpad Von Null auf Flash in wenigen Minuten ESP32 und ChatGPT Auf dem Weg zu einem selbstprogrammierenden System Walkie-Talkie mit ESP-NOW Nicht ganz WLAN, nicht ganz Bluetooth, aber... Von der Idee zur Schaltung mit dem ESP32-S3 Ein Leitfaden für die Prototypenentwicklung mit Espressif-Chips AIoT-Chip-Innovation Ein Interview mit Espressif-CEO Teo Swee-Ann ESP32 mit Wokwi simulieren Der virtuelle Zwilling Ihres Projekts Ausprobiert: die ESP32-S3-BOX-3 Eine umfassende AIoT-Entwicklungsplattform Mein Elektronik-Arbeitsplatz Einblicke und Tipps von Espressif-Ingenieuren Die ESP-RainMaker-Story Wie wir „Ihre“ IoT-Cloud entwickeln Zusammenbau des Elektor-Kits Cloc 2.0 Ein Elektor-Produkt, getestet von Espressif Ausgepackt: der ESP32-P4 Die nächste Ära der Mikrocontroller Rost + Eingebettet Ein Power-Duo für die Entwicklung Wer sind die von Rust begeisterten Embedded-Entwickler? Wie Espressif Embedded Rust für den ESP32 kultiviert Zeitleiste der SoC-Reihe von Espressif Aufbau spezieller SPS mit Espressif-Lösungen Mit den Techniken und Funktionen des ISOBUS-Protokolls Das ESP32-S3-VGA-Board Bitlunis aufregende Reise in die Produktentwicklung Akustischer Fingerabdruck mit ESP32 Songerkennung mit dem Open-Source-Projekt Olaf Zirkularer Weihnachtsbaum 2023 Weihnachtszeit, eine High-Tech-Annäherung Für ein einfacheres und komfortableres Leben Ein Amateurprojekt basierend auf dem ESP8266-Modul von Espressif Wie man IoT-Apps ohne Software-Expertise erstellt Mit der Blynk IoT-Plattform und Espressif-Hardware Erstellung einer intelligenten Benutzeroberfläche auf ESP32 Schnelle und einfache IoT-Entwicklung mit M5Stack Prototyping eines Energiezählers mit ESP32 Ein Distributor für IoT und mehr – mit Mehrwert Tiefe Einblicke: Ein Interview mit Arduino über den Nano ESP32 Alessandro Ranellucci und Martino Facchin diskutieren über die Zusammenarbeit mit Expressif IoT-Chip-Innovationen Einblicke von und in Espressif Rationelle MCU-Programmierung dank ESP Privilege Separation Ein Open-Source-Spracherkennungsserver ...und die ESP-BOX Das mitdenkende Auge Gesichtserkennung und mehr mit ESP32-S3-EYE Knopfzellen-Sender mit ESP32-C2 Entwurf und Leistungsbewertung Matter – ein Meilenstein für das Smart Home So schalten Sie das IoT-Potenzial von Smart Home frei Tech the Future: Wohin steuert Smart Home IoT?

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Der ideale Start für alle, die in die Welt der Elektronik und Mikrocontroller eintauchen möchten! Dieses Sonderheft vermittelt auf verständliche und praxisnahe Weise die Grundlagen der Elektronik – kombiniert mit spannenden Projekten rund um den beliebten Arduino. Statt trockener Theorie bietet dieses Heft viele leicht nachvollziehbare Experimente, die auf einem Steckboard und mit einem Arduino Uno umgesetzt werden können. So lernen Sie Schritt für Schritt, wie elektronische Bauteile funktionieren und wie Sie sie gezielt einsetzen, um eigene Projekte zu entwickeln. Enthaltene Projekte Strom & Spannung: Wie alles begann Arduino-Hardware Arduino-Programmierung Der Stromkreis Mit dem Multimeter messen Schaltpläne und Experimentier boards Schaltpläne erstellen Breadboard ansichten mit Fritzing Schaltungen online simulieren Unverzichtbar: Widerstände (Teil 1) Praxis mit Widerständen (Teil 2) Veränderliche Widerstände Dioden: Einbahnstraße für den Strom Der Transistor-Schalter Elektromagnetismus Relais und Motoren OpAmps: Operationsverstärker Kondensatoren Timer NE555 PWM und analoge Werte mit Arduino 7-Segment Temperatur anzeige Einführung ins Löten und LCDs

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Verwirklichen Sie Ihre Projekt-Träume: Der Kilometerzähler fürs Hamsterrad, eine vollautomatische Steuerung Ihrer Ameisenfarm mit Webinterface, oder den Sandwich-O-Mat – eine Maschine, die Sandwich-Toasts nach Wahl belegt und überbackt. Mit Arduino und der DIY- oder Maker-Bewegung wurde nicht nur der Einstieg in die Mikrocontroller-Programmierung kinderleicht, auch eine zweite Entwicklung fand statt: Viele Entwickler bringen kleine Boards – sogenannte Shields oder Module – auf den Markt, die den Einsatz zusätzlicher Hardware stark vereinfachten. Die kleinen Baugruppen enthalten alle wichtigen elektronischen Teile, um mit ein paar Steckkabeln an den Mikrocontroller angeschlossen zu werden, so dass ein frickeliger und aufwändiger Aufbau auf dem Steckboard entfällt. Zudem ist es so möglich, auch winzige kleine Bauteile zur Hand zu haben, die keine Anschlussbeinchen mehr haben (sogenannte SMDs). Enthaltene Projekte Arduino sucht Anschluss BMP, Einführung in Bibliotheken und I²C Mit den Mehrzweck-Shield I/O-Grundlagen kennenlernen I²C-LCD-Adapter und Punktmatrixanzeigen LCD-Tastaturschutz Level-Konverter W5100: Internetanbindung I/O-Erweiterungs-Shields Relais und Solid-State-Relais Das Multi-Funktions-Shield: eine universelle Bedieneinheit SD-Kartenleser über SPI anbinden Tasten und 7-Segmentanzeigen 16-Bit-ADC DAC MCP4725 16-fach PWM Servo-Treiber MP3-Player GPS-Datenlogger mit SD-Karte Berührungssensor Joystick SHT31: Temperatur und Luftfeuchtigkeit UV A-Sensor VEML6070 VL53L0X Flugzeit Ultraschallsensor-Entfernungsmesser LED-Punktmatrixanzeige mit MAX7219 Echtzeituhr DS3231 Port-Expander MCP23017 433 MHz Funk MPU-650: Gyroskop Beschleunigungssensor ADXL345 WS2812 RGB-LEDs Spannungsversorgung MQ-xx Gassensoren CO2-Gassensor ACS712 Stromstärkesensor INA219 Stromstärkesensor L298 Motortreiber RFID-Modul MFRC522 28BYJ-48 Schrittmotor TMC2209 Leiser Trittschalter X9C10x Digitales Poti Farb-TFT-Display mit ST7735 E-Paper-Anzeige Bluetooth Geigerzähler SIM800L GSM-Modul I²C-Multiplexer Controller Area Network

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