Raspberry Pi | Arduino | ESP

Obwohl viele Amateure noch immer viele klassische HF- und Mobilfunkgeräte verwenden, ist der Einsatz von Computern und digitalen Techniken bei Funkamateuren inzwischen sehr beliebt. Heutzutage kann jeder ein Raspberry Pi Pico Mikrocontroller-Board für 5 € erwerben und mit dem "Pico" und einigen externen Komponenten viele Amateurfunkprojekte entwickeln. Dieses Buch richtet sich an Funkamateure, Studenten der Elektrotechnik und alle, die lernen möchten, den Raspberry Pi Pico für ihre elektronischen Projekte zu nutzen. Das Buch eignet sich sowohl für Anfänger in der Elektronik als auch für diejenigen mit viel Erfahrung. Die Installation der Programmierumgebung MicroPython wird Schritt für Schritt beschrieben. Einige Kenntnisse der Programmiersprache Python sind hilfreich, um die im Buch vorgestellten Projekte nachvollziehen und modifizieren zu können. Das Buch stellt den Raspberry Pi Pico vor und gibt Beispiele für viele Allzweck- und reine Softwareprojekte, die den Leser mit der Programmiersprache Python vertraut machen. Zusätzlich zu den reinen Software-Projekten, die auf den Funkamateur zugeschnitten sind, werden insbesondere in Kapitel 6 über 36 Hardware-Projekte für "Amateure" vorgestellt, darunter: Steuerung der Netzspannung der Station (Ein/Aus) Uhr der Funkstation GPS-basierte geografische Koordinaten der Station Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Funkstation Verschiedene Methoden der Wellenformerzeugung mit Software und Hardware (DDS) Frequenzzähler Voltmeter / Amperemeter / Ohmmeter / Kapazitätsmesser RF-Meter und RF-Dämpfungsglieder Morsecode-Übungsgeräte RadioStation Click-Platine Raspberry Pi Pico-basiertes FM-Radio Verwendung von Bluetooth und Wi-Fi mit Raspberry Pi Pico Funkstationssicherheit mit RFID Audio-Verstärkermodul mit Drehgeber-Lautstärkeregelung Morse-Dekoder Verwendung der FS1000A TX-RX-Module zur Kommunikation mit Arduino

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Einfache und kostengünstige digitale Signalverarbeitung Ziel dieses Buches ist es, die Grundprinzipien der digitalen Signalverarbeitung (DSP) zu vermitteln und sie unter Verwendung eines Minimums an Mathematik aus praktischer Sicht einzuführen. Es wird nur das Grundniveau der Theorie zeitdiskreter Systeme vermittelt, das ausreicht, um DSP-Anwendungen in Echtzeit zu implementieren. Die praktischen Umsetzungen werden in Echtzeit mithilfe des beliebten Mikrocontroller-Entwicklungsboards ESP32 DevKitC beschrieben. Mit dem kostengünstigen und äußerst beliebten ESP32-Mikrocontroller sollten Sie in der Lage sein, grundlegende DSP-Projekte mit Abtastfrequenzen im Audiobereich zu entwerfen. Die gesamte Programmierung erfolgt mit der beliebten Arduino IDE in Verbindung mit dem C-Sprachcompiler. Nachdem das Buch eine solide Grundlage der DSP-Theorie und relevante Diskussionen über die wichtigsten DSP-Softwaretools auf dem Markt gelegt hat, werden die folgenden audiobasierten Sound- und DSP-Projekte vorgestellt: Verwendung eines I²S-basierten digitalen Mikrofons zur Audioaufnahme Verwendung eines I²S-basierten Klasse-D-Audioverstärkers und Lautsprechers Wiedergabe von auf einer SD-Karte gespeicherter MP3-Musik über einen I²S-basierten Verstärker und Lautsprecher Wiedergabe von im ESP32-Flash-Speicher gespeicherten MP3-Musikdateien über einen I²S-basierten Verstärker und Lautsprecher Mono- und Stereo-Internetradio mit I²S-basierten Verstärkern und Lautsprechern Text-zu-Sprache-Ausgabe mit einem I²S-basierten Verstärker und Lautsprecher Verwendung der Lautstärkeregelung in I²S-basierten Verstärker- und Lautsprechersystemen Ein sprechender Veranstaltungszähler mit einem I²S-basierten Verstärker und Lautsprecher Ein einstellbarer Sinusgenerator mit I²S-basiertem Verstärker und Lautsprecher Verwendung des schnellen 24-Bit-ADC/DAC-Moduls Pmod I²S2 Digitales Tiefpass- und Bandpass-Echtzeit-FIR-Filterdesign mit externer und interner A/D- und D/A-Wandlung Digitales Tiefpass- und Bandpass-Echtzeit-IIR-Filterdesign mit externer und interner A/D- und D/A-Wandlung Schnelle Fourier-Transformationen (FFT)

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Ein Handbuch mit aktuellen Hardware-Informationen für den beliebten Arduino Uno, die einfach zu bedienende Open-Source-Elektronik-Plattform, die von Bastlern, Machern, Hackern, Experimentatoren, Pädagogen und Profis verwendet wird. In diesem handlichen Nachschlagewerk und Benutzerhandbuch finden Sie alle Informationen über die Hardware und Firmware der Arduino Uno-Boards. Ideal für die Werkbank oder den Schreibtisch Enthält alle Informationen zur Arduino Uno Hardware an einem Ort Berücksichtigt Arduino / Genuino Uno Revision 3 und frühere Boards Einfaches Suchen der technischen Spezifikationen der Hardware mit Erklärungen Kapitel Pin-Referenz mit Schnittstellenbeispielen Diagramme und Abbildungen zum einfachen Nachschlagen alternativer Pin-Funktionen und Hardware-Verbindungen Lernen Sie, die Firmware auf der Karte zu sichern und wiederherzustellen oder neue Firmware zu laden Grundlegende Fehlersuche und Reparaturverfahren für Arduino Uno-Boards Stromversorgungsschaltungen vereinfacht und erklärt Mechanische Abmessungen aufgeteilt in fünf einfach referenzierbare Diagramme Enthält Schaltpläne, Stückliste und Board-Layout-Referenz zum einfachen Auffinden von Komponenten

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Ein Handbuch mit aktuellen Hardwareinformationen für den Arduino Mega 2560. Der Arduino Mega 2560 ist ein Upgrade des beliebten Arduino Uno-Boards mit mehr Pins, seriellen Anschlüssen und Speicher. Arduino ist die benutzerfreundliche Open-Source-Elektronikplattform, die von Bastlern, Herstellern, Hackern, Experimentatoren, Pädagogen und Profis verwendet wird. In diesem praktischen Referenz- und Benutzerhandbuch erhalten Sie alle Informationen, die Sie über die Hardware und Firmware der Arduino Mega 2560-Boards benötigen. Ideal für die Werkbank oder den Schreibtisch. Dieses Handbuch behandelt die Hardware und Firmware des Arduino Mega 2560 und ist ein Begleitband zum Ultimate Arduino Uno Hardware Manual , das die Hardware und Firmware des Arduino Uno behandelt. Enthält alle Informationen zur Arduino Mega 2560-Hardware an einem Ort Enthält Arduino/Genuino Mega 2560 Revision 3 und frühere Boards Finden Sie ganz einfach technische Hardware-Spezifikationen mit Erklärungen Kapitel mit Pin-Referenzen und Schnittstellenbeispielen Diagramme und Illustrationen zum einfachen Nachschlagen von Pin-Funktionen und Hardware-Verbindungen Erfahren Sie, wie Sie die Firmware auf der Platine sichern und wiederherstellen oder eine neue Firmware laden Grundlegende Fehlerbehebungs- und Reparaturverfahren für Arduino Mega 2560-Boards Stromversorgungsschaltungen vereinfacht und erklärt Mechanische Abmessungen, aufgeschlüsselt in fünf leicht verständliche Diagramme Enthält Schaltpläne, Teileliste und Platinenlayout zum einfachen Auffinden von Komponenten Ein Kapitel zur Shield-Kompatibilität erklärt, wie Shields auf verschiedenen Arduino-Boards funktionieren

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Das Internet der Dinge (IoT) entwickelt sich zu einem wichtigen Anwendungsgebiet für eingebettete Systeme. Infolgedessen interessieren sich immer mehr Menschen für das Erlernen von Embedded-Design und -Programmierung. Fachhochschulen und Universitäten verabschieden sich von den alten 8- und 16-Bit-Mikrocontrollern und führen 32-Bit-Embedded-Mikrocontroller in ihre Lehrpläne ein. Viele IoT-Anwendungen erfordern Präzision, hohe Rechenleistung und geringen Stromverbrauch. Node-RED wurde von IBM entwickelt und ist ein visueller Open-Source-Editor für die Verkabelung des Internets der Dinge. Node-RED verfügt über eine große Anzahl von Knoten, um eine Vielzahl von Aufgaben zu bewältigen. Zur Ausführung einer bestimmten Aufgabe werden die notwendigen Knoten ausgewählt und zusammengeführt. Node-RED basiert auf der Flow-Type-Programmierung, bei der Knoten konfiguriert und zu einem Anwendungsprogramm zusammengefügt werden. Es gibt Knoten für die Ausführung komplexer Aufgaben, darunter Webzugriff, Twitter, E-Mail, HTTP, Bluetooth, MQTT, Steuerung von GPIO-Ports usw. Ein besonders schöner Aspekt von Node-RED ist, dass der Programmierer nicht lernen muss, wie man komplexe Programme schreibt . Beispielsweise kann eine E-Mail versendet werden, indem man einfach Knoten zusammenführt und nur ein paar Zeilen Code schreibt. Der Zweck dieses Buches besteht darin, zu lernen, wie man Node-RED in Projekten verwendet. Die in den meisten Projekten in diesem Buch verwendete Haupthardwareplattform ist Raspberry Pi 4. Die enthaltenen Kapitel zeigen, wie Node-RED auch mit Arduino Uno, ESP32 DevKitC und den ESP8266 NodeMCU-Mikrocontroller-Entwicklungsboards verwendet werden kann.

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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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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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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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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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Pfiffige Projekte zum Messen, Steuern und Regeln Der Raspberry Pi dominiert seit vielen Jahren die Maker-Szene. Frei verfügbare I/O-Pins machten ihn zu einem der beliebtesten Prozessorboards aller Zeiten. Allerdings verfügt der klassische Raspberry Pi über keinerlei Analogeingänge. Eine direkte Messung analoger Werte ist damit nicht möglich. So können weder Photodioden noch NTCs oder Hallsensoren etc. unmittelbar ausgelesen werden. Zudem sind die Pins direkt, d. h. ohne Treiber oder Schutzschaltung, mit den freiliegenden Kontakten verbunden. Dadurch kann der zentrale Controller und damit der gesamte Raspberry Pi schnell zerstört werden. Mit dem Pico können diese Probleme elegant gelöst werden. Er kann als sogenanntes „Frontend“ problemlos vielfältige Messaufgaben übernehmen. Zudem ist der Pico deutlich preisgünstiger als ein klassischer Raspberry Pi 4. Falls eine Fehlbeschaltung zur Zerstörung des Pico führt, ist dies vor allem für nicht-professionelle Anwender relativ leicht zu verkraften. Der klassische Raspberry Pi und der Pico werden so zum idealen Duo. Das Buch führt entsprechend in das weite und hochaktuelle Gebiet der modernen Controllertechnik anhand der beiden Boards „Raspberry Pi 4“ und „Raspberry Pi Pico“ ein. Neben einer tiefergehenden Einführung in die Arbeits- und Funktionsweise der Controllerboards selbst wird insbesondere auch auf die Messwerterfassung und -verarbeitung mit digitalen Prozessoren eingegangen. Insbesondere die Kombination beider Systeme bietet vielfältige und hochinteressante Möglichkeiten. Praktische Projekte aus dem Inhalt: USB-Verbindung zwischen Raspberry Pi 4 und Pico I²C-Kommunikation und Pico als I²C-Device Voltmeter und Computerthermometer Pico W als Web-Server und WLAN-Scanner Frequenzmesser und -generatoren OLED-Displays an Pico und Raspberry Pi 4 Energiesparmonitor Welche Astronauten sind im Orbit? Mini-Monitor für den aktuellen Bitcoin-Kurs

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Dieses Buch nimmt Sie mit auf eine spannende Tour durch die Entwicklung von Full-Stack-Webanwendungen mit Raspberry Pi. Sie lernen, wie Sie eine Anwendung von Grund auf erstellen. Sie erwerben Erfahrung und Wissen über Technologien, darunter: Das Linux-Betriebssystem und die Befehlszeile. Die Programmiersprache Python. Die GPIOs (General Purpose Input Output Pins) des Raspberry Pi. Der Nginx-Webserver. Flask Python-Mikroframework für Webanwendungen. JQuery und CSS zum Erstellen von Benutzeroberflächen. Umgang mit Zeitzonen. Erstellen von Diagrammen mit Plotly und Google Charts. Datenerfassung mit Google Sheet. Entwickeln von Applets mit IFTTT. Sichern Sie Ihre Anwendung mit SSL. Empfangen Sie mit Twilio Textnachrichten auf Ihrem Telefon. In diesem Buch erfahren Sie außerdem, wie Sie einen entfernten drahtlosen Arduino-Sensorknoten einrichten und Daten von ihm sammeln. Ihre Raspberry Pi-Webanwendung kann Arduino-Knotendaten auf die gleiche Weise verarbeiten, wie sie Daten von ihrem integrierten Sensor verarbeitet. Raspberry Pi Full Stack vermittelt Ihnen viele Fähigkeiten, die für die Erstellung von Web- und Internet-of-Things-Anwendungen unerlässlich sind. Die Anwendung, die Sie in diesem Projekt erstellen, ist eine Plattform, die Sie erweitern können. Dies ist nur der Anfang dessen, was Sie mit einem Raspberry Pi und den Software- und Hardwarekomponenten tun können, die Sie lernen werden. Dieses Buch wird vom Autor durch einen eigenen Diskussionsbereich unterstützt.

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Mehr als 50 Grundlagenprojekte mit MicroPython und dem RP2040-Mikrocontroller Der Raspberry Pi Pico ist eine leistungsstarke Mikrocontroller-Platine, die speziell für das Physical Computing – also hardwarenahe Anwendungen – entwickelt wurde. Der Raspberry Pi Pico kann so programmiert werden, dass er eine einzelne Aufgabe sehr effizient ausführt und ermöglicht so schnelle Steuerungs- und Überwachungsanwendungen in Echtzeit. Der 'Pico', wie wir ihn nennen, basiert auf dem schnellen, effizienten und kostengünstigen Dual-Core ARM Cortex-M0+ RP2040 Mikrocontroller-Chip, der mit bis zu 133 MHz läuft und über 264 KB SRAM und 2 MB Flash-Speicher verfügt. Neben dem großen Speicher hat der Pico noch weitere attraktive Eigenschaften, darunter eine große Anzahl von GPIO-Pins sowie gängige Schnittstellen wie ADC, SPI, I²C, UART und PWM. Als Krönung bietet der Chip schnelle und genaue Timer, eine Hardware-Debug-Schnittstelle und einen internen Temperatursensor. Zur Programmierung lassen sich leicht die gängigen Hochsprachen wie MicroPython oder C/C++ verwenden. Dieses Buch ist eine Einführung in die Verwendung des Pico mit der Programmiersprache MicroPython. In allen Projekten wird die Thonny-Entwicklungsumgebung (IDE) eingesetzt. Über 50 Projekte decken folgende Themen ab: Installation von MicroPython auf dem Raspberry Pi Pico Timer-Interrupts und externe Interrupts Projekte mit Analog-Digital-Wandler (ADC) Verwendung des internen sowie externer Temperatursensoren Datenlogger Projekte zur PWM, UART, I²C-Bus und SPI-Bus Wi-Fi und Bluetooth für die Kommunikation mit Smartphones Projekte mit dem Digital-Analog-Wandler (DAC) Alle in diesem Buch vorgestellten Projekte wurden vollständig getestet und sind funktionsfähig. Es werden keine Programmier- oder Elektronikkenntnisse vorausgesetzt, um sie nachzuvollziehen. Für alle beschriebenen Projekte gibt es kurze Beschreibungen, Blockdiagramme, detaillierte Schaltpläne und vollständige MicroPython-Programmlistings. Die Listings sind auch auf der zum Buch gehörenden Elektor-Webseite zu finden.

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

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

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

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

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

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

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3. Auflage – Vollständig aktualisiert für Raspberry Pi 4 Der Raspberry Pi ist ein sehr günstiges, aber komplettes Computersystem, das den Anschluss aller möglichen Elektronikteile und Erweiterungen ermöglicht. Dieses Buch befasst sich mit einem der stärksten Aspekte des Raspberry Pi: der Fähigkeit, praktische Elektronik und Programmierung zu kombinieren. Kombinieren Sie praktische Elektronik und Programmierung Nach einer kurzen Einführung in den Raspberry Pi geht es mit der Installation der benötigten Software weiter. Die SD-Karte, die zusammen mit diesem Buch erworben werden kann, enthält alles, was Sie für den Einstieg in den Raspberry Pi benötigen. An der Seite des (optionalen) Windows-PCs kommt Software zum Einsatz, die kostenlos heruntergeladen werden kann. Weiter geht es mit einer prägnanten Einführung in das Linux-Betriebssystem, anschließend beginnen Sie mit der Programmierung in Bash, Python 3 und Javascript. Obwohl der Schwerpunkt auf Python liegt, ist die Berichterstattung in allen Fällen kurz und auf den Punkt gebracht – sodass Sie die Essenz aller Projekte verstehen und mit der Anpassung an Ihre Anforderungen beginnen können. Alles bereit, Sie können mit lustigen Projekten weitermachen. Das Buch eignet sich hervorragend zum Selbststudium Nicht weniger als 45 spannende und spannende Projekte werden ausführlich besprochen und ausgearbeitet. Von blinkenden Lichtern bis zum Antrieb eines Elektromotors; von der Verarbeitung und Erzeugung analoger Signale bis hin zu einem Luxmeter und einer Temperaturregelung. Wir beschäftigen uns auch mit komplexeren Projekten wie einem Motordrehzahlregler, einem Webserver mit CGI, Client-Server-Anwendungen und Xwindows-Programmen. Zu jedem Projekt gibt es Einzelheiten darüber, wie es auf diese Weise entworfen wurde Der Prozess des Lesens, Bauens und Programmierens ermöglicht nicht nur einen Einblick in den Raspberry Pi, Python und die verwendeten elektronischen Teile, sondern ermöglicht Ihnen auch, die Projekte nach Ihren Wünschen zu ändern oder zu erweitern. Sie können auch gerne mehrere Projekte zu einem größeren Entwurf kombinieren.

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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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In diesem Buch geht es um die Entwicklung von Projekten unter Verwendung der Sensormodule mit den Mikrocontroller-Entwicklungssystemen Arduino Uno, Raspberry Pi und ESP32. Mehr als 40 verschiedene Arten von Sensoren werden in verschiedenen Projekten im Buch verwendet. Das Buch erklärt in einfachen Worten und anhand getesteter und voll funktionsfähiger Beispielprojekte, wie Sie die Sensoren in Ihrem Projekt einsetzen. Zu den Projekten im Buch gehören die folgenden: Passen Sie die Helligkeit der LEDs an RGB-LEDs Erstellen Sie Regenbogenfarben Zauberstab Stiller Türalarm Dunkelsensor mit Relais Geheimer Schlüssel Magischer Kelch aus Licht Entdecken Sie kommerzielle IR-Handys Steuern Sie Fernsehkanäle mit IT-Sensoren Detektor zum Schießen auf ein Ziel Messung der Schockdauer Ultraschall-Rückwärtsparken Beleuchtung durch Händeklatschen schalten Melodie spielen Messung der magnetischen Feldstärke Joystick-Musikinstrument Zeilenfolge Temperaturanzeige Temperatur-Ein/Aus-Steuerung Mobiltelefonbasierte Wi-Fi-Projekte Mobiltelefonbasierte Bluetooth-Projekte Daten an die Cloud senden Die Projekte sind mit steigendem Schwierigkeitsgrad organisiert. Den Lesern wird empfohlen, die Projekte in der angegebenen Reihenfolge anzugehen. Ein speziell vorbereitetes Sensor-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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Sind Sie bereit, die Welt um Sie herum zu erkunden? Indem Sie den Sense HAT an Ihren Raspberry Pi anschließen, können Sie schnell und einfach eine Vielzahl kreativer Anwendungen, nützlicher Experimente und spannender Spiele entwickeln. Der Sense HAT enthält mehrere hilfreiche Umgebungssensoren: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Druck, Beschleunigungsmesser, Magnetometer und Gyroskop. Zusätzlich ist eine 8x8 LED-Matrix mit RGB-LEDs vorhanden, mit der sich mehrfarbig scrollende oder feste Informationen, wie zum Beispiel die Sensordaten, anzeigen lassen. Verwenden Sie den kleinen integrierten Joystick für Spiele oder Anwendungen, die eine Benutzereingabe erfordern. In Innovate with Sense HAT für Raspberry Pi schreibt Dr. Dogan Ibrahim erklärt, wie man den Sense HAT in Raspberry Pi Zero W-basierten Projekten verwendet. Mit einfachen Worten beschreibt er, wie man das Sense HAT-Board in interessante visuelle und sensorbasierte Projekte integrieren kann. Sie können alle Projekte ohne Modifikationen mit anderen Raspberry Pi-Modellen abschließen. Das Erkunden mit Sense HAT für Raspberry Pi umfasst Projekte mit externen Hardwarekomponenten zusätzlich zum Sense HAT-Board. Sie erfahren, wie Sie das Sense HAT-Board mithilfe von Überbrückungskabeln mit dem Raspberry Pi verbinden, sodass einige der GPIO-Ports für den Anschluss an externe Komponenten wie Summer, Relais, LEDs, LCDs, Motoren und andere Sensoren frei sind. Das Buch enthält vollständige Programmlisten und detaillierte Projektbeschreibungen. Bei Bedarf werden vollständige Schaltpläne der Projekte mit externen Komponenten bereitgestellt. Alle Projekte wurden mit der neuesten Version der Programmiersprache Python 3 entwickelt. Sie können Projekte ganz einfach von der Webseite des Buches herunterladen. Beginnen wir mit der Erkundung mit Sense HAT.

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