Dieser komplette Programmierkurs für STM32-Mikrocontroller umfasst ein Begleitbuch, ein Komponenten-Kit, praxisorientierte Projekte sowie einen ausführlichen Online-Kurs. Er eignet sich ideal für das schrittweise Erlernen der Programmierung von Embedded Systems mit Arduino anhand eines praxisnahen Ansatzes.
Praxisorientierte Einführung in Embedded Systems mit dem STM32
Dieser Kurs richtet sich an Einsteiger im Bereich Embedded Systems, die einen strukturierten und praxisnahen Einstieg suchen. Im Lieferumfang enthalten ist ein Komponenten-Kit, das unter anderem LEDs, Widerstände, Schalter, Sensoren, Aktoren, Displays, ein Breadboard sowie Verbindungskabel umfasst. Diese Komponenten kommen im Kurs zum Einsatz, um die Beispielanwendungen zu veranschaulichen.
Es sind keine Vorkenntnisse in Arduino oder der Entwicklung von Embedded-Systemen erforderlich. Jeder Abschnitt enthält praktische Beispiele und Miniprojekte, die dazu dienen, die wichtigsten Konzepte zu festigen und zu weiterführenden Experimenten anzuregen. Am Ende des Kurses sind Sie in der Lage, nicht nur die Beispiele nachzuvollziehen, sondern diese auch mit eigenen Ideen und Anwendungen zu erweitern.
Was werden Sie lernen?
Programmierung von Mikrocontrollern in C/C++ für STM32 unter Verwendung der Arduino IDE
Arbeiten mit digitalen Ein- und Ausgängen, Auslesen von Tastern und Encodern, Steuern von LEDs und Relais
Auslesen analoger Eingänge, Spannungen und analoger Sensoren
Erzeugung analoger Ausgangssignale und PWM
Verwendung serieller Kommunikation wie UART, I²C und SPI zur Steuerung von Displays und zum Auslesen digitaler Sensoren und SD-Karten
Zeitmanagement
Arbeiten mit Interrupts
Echtzeit-Sensordatenerfassung und Steuerung über Taster, LEDs und Displays
Steuerung von Aktoren wie Relais und Servomotoren
Programme mithilfe von Haltepunkten und schrittweiser Codeausführung debuggen
Für wen ist dieser Kurs geeignet?
Studierende und Selbstlerner im Bereich Embedded Systems
Makers und IoT-Enthusiasten, die ihre Hardware-Kenntnisse verbessern möchten
Lehrkräfte und Trainer, die sofort einsetzbares Unterrichtsmaterial suchen
Was ist im Lieferumfang enthalten?
Zugang zum vollständigen Kurs auf der Elektor Academy Pro-Lernplattform
STM32 NUCLEO-F411RE Mikrocontroller-Board
Buch: Arduino for STM32
Downloadbare Projektdateien für jedes Modul
Komponenten-Set:
2× LED, rot, 5 mm
LED, grün, 5 mm
3× Widerstand, 470 Ω, 0,25 W
LDR
Potentiometer, 10 kΩ, linear
Taster
Drehencoder-Modul
Relaismodul
DHT22 Feuchtigkeits- und Temperatursensor
TM1637-kompatibles 4-stelliges 7-Segment-Display
MPU-6050 IMU mit Stiftleisten
SSD1306-kompatibles I²C OLED-Display
Micro-SD-Kartenadapter mit Stiftleiste
Buzzer
SG90 Mikro-Servo
ILI9341-kompatibles SPI 240×320 TFT-Display
20× Jumperkabel
Breadboard
PIC und AVR verstehen
In diesem Buch werden wir uns ausschließlich mit 8-Bit-Mikrocontrollern beschäftigen, und zwar mit Mikrocontrollern der 8-Bit-PIC- und der 8-Bit-AVR-Mikrocontroller-Linien. Bei der PIC-Familie handelt es sich dabei um PIC10, PIC12, PIC16 und PIC18; bei der AVR-Familie um ATtiny, ATmega und ATxmega. Die vorgestellten 8-Bit-Chips sind für sehr viele Anwendungen vollkommen ausreichend und preislich auch attraktiv.
Durch die Lektüre des Buches erhalten Sie ein fundiertes Wissen über die genannten 8-Bit-Mikrocontroller, über ihre Architektur, ihre Pinbelegungen und über ihre Programmierung.
Weil wir uns in diesem Buch mit den Grundlagen der Architektur der PICs und AVRs vertraut machen möchten, werden wir auch für alle PIC- und AVR-Anwendungen Assembler einsetzen, denn die Assembler-Sprache erlaubt es, die Technik im Detail kennenzulernen. Wenn man wirklich wissen möchte, was sich im Mikrocontroller abspielt, greift man zu Assembler. Damit hat man die beste Gelegenheit, sehr nah an den Kern zu kommen. Und wenn man schon einen Mikrocontroller-Typ kennengelernt und verstanden hat, ist es bei dem nächsten deutlich einfacher, auch wenn er von einem anderen Hersteller kommt. Bei anderen Programmiersprachen bleibt die Technik immer ziemlich tief versteckt.
Die Assembler-Beispiele sind so einfach gestaltet, dass sie jeder mit den im Buch aufgezeigten Programmiertechniken erstellen kann. Weil es sich um einfache Beispiele handelt, werden wir sie alle auf einer universellen Lochrasterplatine realisieren. Manche sind auch auf einem Experimentier-Breadboard umsetzbar.
Punkte Festungen
Ein bisschen Elektronik und viel Experimentierfreude: ein spielerisches Buch!
Schwerkraft, Brechung, Farben, Kraft des Körpers, Pendel, Masse, Elastizität, Druck, Ziele: ein neuer und kreativer Ansatz für das Lernen über den Körper
Leicht und einfach zu bedienendes Material
Kostenlose Software
Einzeln erhältliches Kit
Die Begegnung zwischen dem Körper und dem Mikrocontroller darf die Person nicht stärker machen. Es gibt hervorragende Datenregistrierer sowie zahlreiche Programme zum Aufzeichnen und Präsentieren in Form von Farbgrafiken und -aufzeichnern. Der widerspenstige Körper ist am Ende!
Ich habe mich für Arduino entschieden, da diese Platte über einen einfachen Zugriff und eine umfangreiche Dokumentation verfügt. Die Arduino-Familie bietet außergewöhnliche Ressourcen zu einem begehrten Preis. Fügen Sie die kostenlose Software CoolTerm hinzu und Sie können alle Maßdaten für die Wiedergabe in Excel registrieren und Tabellen oder Grafiken erstellen.
Dieses Buch ist kein Körperhandbuch. Sie finden weder Differenzialgleichungen noch abstrakte Gleichungen. Wir untersuchen täglich körperliche Phänomene des Lebens. Ohne zu viel zu verlangen, verleiht meine bescheidene Arbeit dem Unterricht über die Physik dank moderner Mess- und Datenverarbeitungstechniken einen neuen und kreativen Ansatz. Die verwendete Elektronik ist einfach und stellt eine schöne Demonstration der Möglichkeiten dar.
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.
Practical Projects and Programs
With Experimenting with Red Pitaya STEMlab Gen 2, Red Pitaya goes beyond a versatile board. It becomes a powerful laboratory instrument for precision measurement, analysis, and control.
From the fundamentals of electronic project development, monitoring, control, and design to testing, this book walks you step-by-step through everything you need to know to harness the full potential of Red Pitaya hardware and software.
The book presents real-time, FPGA-based projects that are developed on a PC using the Vivado environment, then transferred to the Red Pitaya for execution and testing.
You will learn about enhanced performance, expanded I/O capabilities, improved FPGA features, and advanced connectivity options that open up new frontiers for precision measurement, monitoring, and control in your embedded applications.
Inside the book you will discover:
A deep dive into Red Pitaya architecture and hardware design
Electronic experiments using Red Pitaya for measurement and monitoring
Hands-on projects using the Python programming language
Practical guidance for FPGA programming using Red Pitaya
Red Pitaya FPGA projects using the Verilog HDL under Vivado IDE
Practical design of electronic projects including measurement and testing
Step-by-step examples that bridge theory and real-world implementation
Whether you are designing your own electronic circuits, developing signal analysis tools, or creating real-time control or monitoring systems, this book provides you the knowledge and confidence you need to fully learn and customize the Red Pitaya platform.
309 Schaltungen – das zehnte Buch innerhalb der „Dreihunderter-Reihe“. 309 Schaltungen und neue Konzepte in einem Buch sind ein (fast) unerschöpflicher Fundus zu allen Bereichen der Elektronik: Audio & Video, Spiel & Hobby, Haus & Hof, Prozessor & Controller, Messen & Testen, PC & Peripherie, Stromversorgung & Ladetechnik sowie zu Themen, die sich nicht katalogisieren lassen.
309 Schaltungen – enthält viele komplette Problemlösungen, zumindest aber die Idee hierzu. Nicht zuletzt sind die 309 Schaltungen der Anstoß zu ganz neuen Überlegungen.
309 Schaltungen – sind eine Zusammenfassung der Beiträge aus den Halbleiterheften 2003 bis 2005. Die Halbleiterhefte sind die jährlichen Doppelausgaben Juli/August der Zeitschrift Elektor.
309 Schaltungen ist das Buch für alle, die kreativ mit der Elektronik umgehen; sei es im Beruf oder als Hobby.
Ready to explore the world around you? By attaching the Sense HAT to your Raspberry Pi, you can quickly and easily develop a variety of creative applications, useful experiments, and exciting games.
The Sense HAT contains several helpful environmental sensors: temperature, humidity, pressure, accelerometer, magnetometer, and gyroscope. Additionally, an 8x8 LED matrix is provided with RGB LEDs, which can be used to display multi-color scrolling or fixed information, such as the sensor data. Use the small onboard joystick for games or applications that require user input. In Innovate with Sense HAT for Raspberry Pi, Dr. Dogan Ibrahim explains how to use the Sense HAT in Raspberry Pi Zero W-based projects. Using simple terms, he details how to incorporate the Sense HAT board in interesting visual and sensor-based projects. You can complete all the projects with other Raspberry Pi models without any modifications.
Exploring with Sense HAT for Raspberry Pi includes projects featuring external hardware components in addition to the Sense HAT board. You will learn to connect the Sense HAT board to the Raspberry Pi using jumper wires so that some of the GPIO ports are free to be interfaced to external components, such as to buzzers, relays, LEDs, LCDs, motors, and other sensors.
The book includes full program listings and detailed project descriptions. Complete circuit diagrams of the projects using external components are given where necessary. All the projects were developed using the latest version of the Python 3 programming language. You can easily download projects from the book’s web page. Let’s start exploring with Sense HAT.
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!
Learning Embedded Systems with STM32 Nucleo Boards
Programming compact electronic systems is now easier to get started with than ever before. Affordable development boards, powerful software tools, and readily available documentation make it possible to turn an idea into a working prototype in very little time. MicroPython plays an important role in this development by offering a readable, interactive way to control microcontrollers while still providing direct access to their hardware features.
This book explores embedded programming with MicroPython using an STM32-based Nucleo board. It shows how a microcontroller continuously interacts with its environment by reading inputs, processing information, and controlling outputs. Step by step, you will learn to flash LEDs, measure analog signals, work with sensors, control actuators, and exchange data with other devices. The built-in REPL makes it easy to test instructions immediately, inspect results, and learn through experimentation.
Although microcontroller boards differ in size, speed, memory, and peripherals, the fundamental concepts remain largely the same. Digital input and output, analog conversion, timers, PWM, interrupts, and serial communication are the essential building blocks of embedded applications.
By concentrating on these transferable principles, the book provides a foundation that remains useful when moving to other boards, processors, or development environments.
It is intended both for newcomers and for programmers who want to expand into embedded systems. MicroPython offers a practical route into this field, combining quick results with a clear understanding of how software and hardware work together.
Radios selber bauen ist zwar ein altes, aber auch heute ein immer noch aktuelles Thema. Lange Zeit war das Radiobasteln der Einstieg in die Elektronik. Inzwischen gibt es zwar 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 digitales Radio geht.Die Hochfrequenztechnik ist eines der Gebiete, auf denen man auch heute noch eigene Ideen relativ leicht in die Tat umsetzen kann. Unzählige Schaltungsvarianten mit besonderen Zielsetzungen geben Raum für sinnvolle Experimente und Projekte. Vieles kann man eben nicht einfach kaufen. Detektorradios ohne eigene Energiequelle, einfache Röhrenempfänger mit dem besonders angenehmen Klang, die ersten Empfangsversuche mit dem digitalen Rundfunk DRM oder Spezialempfänger für den Amateurfunk, all dies lässt sich mit wenig Aufwand realisieren.Neben dem alten Detektorempfänger sind vor allem Röhrengeräte und das moderne digitale Radio DRM interessante Themen; erst recht, wenn man einen leistungsfähigen Röhrenempfänger für DRM baut. Aber auch der Bau eines Audioempfängers oder einfacher Transistorradios für Mittel- und Kurzwelle ist unkompliziert und bringt eine Menge Spaß. Nicht zuletzt spielt auch hier der PC mit entsprechender Software bei der Abstimmung digital gesteuerter Oszillatoren eine entscheidende Rolle. Die Quelltexte der verwendeten Programme sind vollständig abgedruckt.
ModbusRTU and ModbusTCP examples with the Arduino Uno and ESP8266
Introduction to PLC programming with OpenPLC, the first fully open source Programmable Logic Controller on the Raspberry Pi, and Modbus examples with Arduino Uno and ESP8266
PLC programming is very common in industry and home automation. This book describes how the Raspberry Pi 4 can be used as a Programmable Logic Controller. Before taking you into the programming, the author starts with the software installation on the Raspberry Pi and the PLC editor on the PC, followed by a description of the hardware.
You'll then find interesting examples in the different programming languages complying with the IEC 61131-3 standard. This manual also explains in detail how to use the PLC editor and how to load and execute the programs on the Raspberry Pi. All IEC languages are explained with examples, starting with LD (Ladder Diagram) over ST (Structured Control Language) to SFC (Special Function Chart). All examples can be downloaded from the author's website.
Networking gets thorough attention too. The Arduino Uno and the ESP8266 are programmed as ModbusRTU or ModbusTCP modules to get access to external peripherals, reading sensors and switching electrical loads. I/O circuits complying with the 24 V industry standard may also be of interest for the reader.
The book ends with an overview of commands for ST and LD. After reading the book, the reader will be able to create his own controllers with the Raspberry Pi.
