ESP

With the availability of free and open source C/C++ compilers today, you might wonder why someone would be interested in assembler language. What is so compelling about the RISC-V Instruction Set Architecture (ISA)? How does RISC-V differ from existing architectures? And most importantly, how do we gain experience with the RISC-V without a major investment? Is there affordable hardware available? The availability of the Espressif ESP32-C3 chip provides a way to get hands-on experience with RISC-V. The open sourced QEMU emulator adds a 64-bit experience in RISC-V under Linux. These are just two ways for the student and enthusiast alike to explore RISC-V in this book. The projects in this book are boiled down to the barest essentials to keep the assembly language concepts clear and simple. In this manner you will have “aha!” moments rather than puzzling about something difficult. The focus in this book is about learning how to write RISC-V assembly language code without getting bogged down. As you work your way through this tutorial, you’ll build up small demonstration programs to be run and tested. Often the result is some simple printed messages to prove a concept. Once you’ve mastered these basic concepts, you will be well equipped to apply assembly language in larger projects.

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Affordable solutions with the ESP8266 and 3D printing If you are looking for a small yet powerful IoT device, you are likely to come across the ESP8266 and compatible products on the market today. One of these, the Wemos/Lolin D1 Mini Pro board strikes a remarkable balance between cost and performance. A small and very affordable prototype board, the D1 Mini Pro stands out with its WiFi functionality and a 16-Mbytes flash memory for easy creation of a flash file system. In addition, there are sufficient input and output pins (only one analog input though) to support PWM, I²C, and One-Wire systems to mention but a few. The book describes the operation, modding, construction, and programming of home appliances including a colorful smart home accessory, a refrigerator/greenhouse controller, an AC powerline monitor, a door lock monitor, and an IKEA Trådfri controller. As a benefit, all firmware developed for these DIY, "IoT-ized" devices can be updated over-the-air (OTA). For most of the designs in the book, a small printed circuit board (PCB) and an enclosure are presented so readers can have a finished and attractive-looking product. Readers having – or with access to! – a 3D printer can "print" the suggested enclosures at home or in a shop. Some of the constructions benefit from a Raspberry Pi configured as a gateway or cms server. This is also described in detail with all the necessary configuring. You don’t need to be an expert but the prerequisites to successful replication of the projects include basic skills with PC software including the ability to surf the Internet. In terms of hardware, you should be comfortable with soldering and generally assembling the PCBs presented in the book. All custom software written for the IoT devices, the PCB layouts, and 3D print files described in the book are available for free downloading.

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Die Programmierung von eingebetteten Systemen ist aufgrund von Ressourcenbeschränkungen und begrenzten Debugging-Möglichkeiten schwierig. Warum sollten Sie Ihr eigenes Echtzeitbetriebssystem (RTOS) und Ihre Anwendung entwickeln, wenn die bewährte FreeRTOS-Software frei verfügbar ist? Warum nicht mit einer validierten Grundlage beginnen? Jeder Softwareentwickler weiß, dass man ein schwieriges Problem in kleinere Probleme aufteilen muss, um es zu bewältigen. Durch den Einsatz von separaten präemptiven Tasks und FreeRTOS-Kommunikationsmechanismen wird eine saubere Funktionstrennung innerhalb der gesamten Anwendung erreicht. Das führt zu einem sicheren und wartbaren Design. Praktizierende Ingenieure und Studenten können dieses Buch und die ESP32-Arduino-Umgebung gleichermaßen nutzen, um sich in FreeRTOS-Konzepte in einem angenehmen Tempo einzuarbeiten. Der gut organisierte Text ermöglicht es Ihnen, jedes Konzept zu beherrschen, bevor Sie das nächste Kapitel beginnen. Praktische Breadboard-Experimente und Schaltpläne sind enthalten, um die Lektionen zu verdeutlichen. Erfahrung ist der beste Lehrer. Jedes Kapitel enthält Übungen, um Ihr Wissen zu testen. Die FreeRTOS Application Programming Interface (API) wird vollständig für die ESP32 Arduino Umgebung behandelt. Sie können das Gelernte auf andere FreeRTOS-Umgebungen anwenden, einschließlich Espressifs ESP-IDF. Der Quellcode ist auf GitHub verfügbar. All diese Ressourcen versetzen Sie in die Lage, Ihr nächstes supercooles ESP32-Projekt zu entwickeln. Was Sie lernen werden: Wie präemptives Scheduling in FreeRTOS funktioniert Der Arduino-Startup "loopTask" Nachrichten-Warteschlangen FreeRTOS-Zeitgeber und der IDLE-Task Semaphore, Mutex und ihre Unterschiede Die Mailbox und ihre Anwendung Echtzeit-Task-Prioritäten und ihre Auswirkungen Interrupt-Interaktion und Verwendung mit FreeRTOS Warteschlangen-Sets Benachrichtigung von Tasks mit Ereignissen Ereignis-Gruppen Kritische Abschnitte Lokale Speicherung von Aufgaben Die Gatekeeper-Aufgabe

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Der Hauptzweck dieses Buches besteht darin, die Programmiersprachen Arduino IDE und MicroPython in ESP32-basierten Projekten unter Verwendung des sehr beliebten ESP32 DevKitC-Entwicklungsboards zu vermitteln. Das Buch enthält viele einfache, grundlegende und fortgeschrittene Projekte mit der Arduino IDE und dem ESP32 DevKitC. Alle Projekte wurden getestet und funktionieren. Blockdiagramme, Schaltpläne und vollständige Programmlisten aller Projekte sind mit Erläuterungen versehen. Darüber hinaus werden mehrere Projekte zur Programmierung des ESP32 DevKitC mit MicroPython angegeben. Die Projekte in diesem Buch sollen die folgenden Funktionen des ESP32-Prozessors vermitteln: GPIOs Berührungssensoren Externe Interrupts Timer unterbricht I²C und I²S SPI PWM ADC DAC UART Hallsensor Temperatursensor Infrarot-Controller Lesen und Schreiben auf SD-Karte Lesen und Schreiben in den Flash-Speicher RTC-Timer Chip-ID Sicherheit und Verschlüsselung Wi-Fi und Netzwerkprogrammierung Bluetooth BLE-Programmierung Kommunikation mobiler Geräte Design mit geringem Stromverbrauch ESP-IDF-Programmierung Die Projekte sind mit steigendem Schwierigkeitsgrad organisiert. Den Lesern wird empfohlen, die Projekte in der angegebenen Reihenfolge anzugehen. Ein speziell vorbereitetes Hardware-Kit ist bei Elektor erhältlich. Mit dieser Hardware sollte die Erstellung der Projekte in diesem Buch einfach sein und Spaß machen.

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Über das Buch Die ESP8266- und ESP32-Mikrocontroller von Espressif haben die DIY-Heimautomatisierung für die breite Masse zugänglich gemacht. Allerdings ist nicht jeder in der Lage, diese Mikrocontroller mit dem C/C++-SDK von Espressif, dem Arduino-Tool oder MicroPython zu programmieren. Hier kommt ESPHome ins Spiel: Bei diesem Projekt programmieren Sie Ihren Mikrocontroller nicht, sondern konfigurieren ihn. In diesem Buch erfahren Sie, wie Sie Ihre eigenen Hausautomationsgeräte mit ESPHome auf einem ESP32-Mikrocontroller-Board erstellen können. Sie lernen, wie Sie alle Arten von elektronischen Komponenten kombinieren und komplexe Verhaltensweisen automatisieren. Ihre Geräte können völlig autonom arbeiten und sich über Wi-Fi mit Ihren Hausautomations-Gateways, wie Home Assistant oder MQTT-Broker verbinden. Am Ende dieses Buches werden Sie in der Lage sein, Ihre benutzerdefinierten Hausautomationsgeräte nach Ihren eigenen Wünschen zu erstellen. Dank ESPHome und dem ESP32 ist dies nun für jeden erlernbar. Einrichtung von ESPHome-Entwicklungsumgebung und Erstellung von wartbarer Konfiguration Verwendung von Tasten und LEDs Ansteuerung eines Buzzers und Abspielen von Melodien Auslesen von Messwerten verschiedener Sensortypen Kommunikation über kurze Distanzen mit NFC, Infrarotlicht und Bluetooth Low Energy Anzeige von Informationen auf verschiedenen Displays Über das Board Chipsatz Espressif-ESP32 240 MHz Xtensa single-/dual-core 32-bit LX6 Mikroprozessor Flash Speicher QSPI flash 16 MB SRAM 520 kB SRAM Taster Reset USB to TTL CP2104 Modulare Schnittstellen UART, SPI, SDIO, I²C, LED PWM, TV PWM, I²S, IRGPIO, ADC, kapazitiver touch sensor, DACLNA-Vorverstärker Display IPS ST7789V 1.14 Inch Betriebsspannung 2.7-4.2 V Arbeitsstrom ca. 67 MA Ruhestrom ca. 350 uA Arbeitstemperaturbereich -40℃ ~ +85℃ Größe & Gewicht 51.52 x 25.04 x 8.54 mm (7.81 g) Stromversorgung USB 5 V/1 A Ladestrom 500 mA Batterie 3.7 V Lithium-Akku JST-Steckverbinder 2-Pin 1.25 mm USB-Anschluss USB-C

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Die Mikrocontroller ESP8266 und ESP32 von Espressif haben die DIY-Hausautomation der breiten Masse zugänglich gemacht. Allerdings ist nicht jeder so gut darin, diese Mikrocontroller mit dem C/C++ SDK von Espressif, dem Arduino-Kern oder MicroPython zu programmieren. Hier kommt ESPHome ins Spiel: Mit diesem Projekt programmieren Sie Ihren Mikrocontroller nicht, Sie konfigurieren ihn. Dieses Buch zeigt, wie Sie mit ESPHome auf einer ESP32-Mikrocontrollerplatine Ihre eigenen Hausautomationsgeräte erstellen. Sie lernen, wie Sie verschiedenste elektronische Komponenten kombinieren und komplexe Verhaltensweisen automatisieren. Ihre Geräte können völlig autonom arbeiten und sich über WLAN mit Ihren Hausautomations-Gateways wie Home Assistant oder MQTT-Broker verbinden. Am Ende dieses Buches werden Sie in der Lage sein, Ihre eigenen maßgeschneiderten Hausautomationsgeräte nach Ihren Wünschen zu erstellen. Dank ESPHome und dem ESP32 ist dies für jedermann erreichbar. Einrichten einer ESPHome-Entwicklungsumgebung und Erstellen wartbarer Konfigurationen Verwenden Sie Tasten und LEDs Lassen Sie einen Summer ertönen und spielen Sie Melodien Lesen Sie Messungen von verschiedenen Sensortypen Kommunizieren Sie über kurze Distanzen mit NFC, Infrarotlicht und Bluetooth Low Energy Zeigen Sie Informationen zu verschiedenen Arten von Displays an Laden Sie die Software herunter und sehen Sie sich die Errata für das Buch auf GitHub an https://github.com/koenvervloesem/Getting-Started-with-ESPHome

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Zeit kurzem hat die Entwicklung eines kleinen Chips mit der Bezeichnung ESP8266 die Möglichkeit eröffnet, quasi jeden Mikrocontroller mit einem WLAN-AP auszustatten. ESP8266 ist ein preiswerter, kleiner WLAN-Chip mit eingebautem TCP/IP-Stack auf der Basis eines 32-bit-Mikrocontrollers. Dieser Chip wird von Espressif System aus Shanghai gefertigt und ist WLAN-kompatibel nach IEEE 802.11 b/g/n. Er verfügt über On-Chip-Programm- und Datenspeicher sowie GPIO-Ports. Etliche Hersteller haben den ESP8266-Chip in eigene Hardware-Produkte (wie etwa ESP-xx, NodeMCU etc.) eingebunden und bieten ihre Produkte dann als Mittel zur Einbindung von Mikrocontrollersystemen wie Android, PIC-Mikrocontroller etc. in ein WLAN an. ESP8266 ist ein Low-Power-Chip und kostet nur wenige Euro. ESP8266 and MicroPython – Coding Cool Stuff ist eine Einführung in die Technik des ESP8266 und beschreibt die Eigenschaften und Funktionen dieses Chips. Das Buch stellt diverse Programmiersprachen und Firmware vor, die wie etwa MicroPython direkt auf den Chip geladen werden können. Kern des Buchs ist die Vermittlung der Anwendung der Programmiersprache MicroPython mit auf ESP8266 basierender Hardware, im Speziellen NodeMCU. Das Buch enthält mehrere interessante und nützliche Beispiele und Projekte. Es demonstriert damit die Benutzung von MicroPython bei NodeMCU-artiger ESP8266-Hardware: Projekt „What shall I wear today?“: Beschrieben wird die Entwicklung eines Wetter-Informationssystems auf der Basis eines NodeMCU-Entwicklungsboards in Kombination mit einem Text-to-Speech-Prozessor-Modul. Projekt „The Temperature and Humidity on the Cloud“: Hier geht es um die Entwicklung eines Systems, das die Daten eines Sensors für Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit erfasst und in der Cloud ablegt, sodass man sie später von überall abrufen kann. Projekt „Remote Web Based Control”: Dieses System steuert zwei LEDs per HTTP-Web-Server-Applikation fern, die an ein NodeMCU-Entwicklungsboard angeschlossen sind.

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Experimentieren mit dem ESP32 war noch nie so einfach! Mit dem Elektor ESP32 Smart Kit Bundle lernen Sie die Programmierung des ESP32 IoT Mikrocontrollers mit den Programmiersprachen Arduino IDE und MicroPython. Das Kit besteht aus dem beliebten ESP32 DevKitC Entwicklungsboard, einem Steckboard, Sensoren, LEDs, LCDs etc. für Experimente. Es enthält Projekte für Anfänger und Fortgeschrittene. Alle Projekte sind getestet und funktionieren. Blockdiagramme, Schaltpläne und vollständige Programmierlisten aller Projekte werden mit Erläuterungen zur Verfügung gestellt. Über das Buch: Das Hauptziel dieses Buches ist es, die Programmiersprachen Arduino IDE und MicroPython in ESP32-basierten Projekten unter Verwendung des sehr beliebten ESP32 DevKitC Entwicklungsboards zu vermitteln. Das Buch enthält viele einfache, grundlegende und fortgeschrittene Projekte mit der Arduino IDE und dem ESP32 DevKitC. Alle Projekte sind getestet und funktionieren. Blockdiagramme, Schaltpläne und vollständige Programmierlisten aller Projekte werden mit Erläuterungen zur Verfügung gestellt. Zusätzlich werden mehrere Projekte zur Programmierung des ESP32 DevKitC mit MicroPython bereitgestellt. Das Kit besteht aus: 1x ESP32 DevKitC 8x LEDs (ROT) 1x LED (GRÜN) 2x Taster 8x 330 Ohm Widerstände 1x Summer 1x RGB-LED 1x TMP36 Temperatursensor-Chip 1x DHT11 Temperatur- und Feuchtigkeits-Chip 1x MCP23017 (DIL 28 Gehäuse) 1x LDR 1x BC108 (oder ein anderer PNP-Transistor) 1x 7-Segment-LED 1x Kleines Mikrofon-Modul 1x I²C-LCD 1x SG90 Servo 1x 4x4 Tastenfeld 8x Female-Male-Jumper 4x Male-Male-Jumper 1x Kleines Steckbrett

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