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.
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 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.
Praktische Anwendungen und Projekte mit Arduino, ESP32 und RP2040
Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Regelungstechnik mit Arduino und ESP32! Dieses Buch bietet Ihnen einen praxisnahen Einstieg in die klassischen und modernen Methoden der Regelung, darunter PID-Regler, Fuzzy-Logik und Sliding-Mode-Regler.
Im ersten Teil lernen Sie die Grundlagen der beliebten Arduino-Controller, wie den Arduino Uno und den ESP32, sowie die Integration von Sensoren für Temperatur- und pH-Messung (NTC, PT100, PT1000, pH-Sensor). Sie erfahren, wie diese Sensoren in verschiedenen Projekten eingesetzt werden und wie Sie Daten auf einem Nextion TFT-Display visualisieren.
Weiter geht es mit der Einführung in Stellglieder wie MOSFET-Schalter, H-Brücken und Solid-State-Relais, die zur Steuerung von Motoren und Aktoren verwendet werden. Sie lernen, Regelstrecken zu analysieren und zu modellieren, einschließlich PT1- und PT2-Regelungen.
Der Schwerpunkt des Buches liegt auf der Implementierung von Fuzzy- und PID-Reglern zur Regelung von Temperatur und DC-Motoren. Dabei werden sowohl der Arduino Uno als auch der ESP32 eingesetzt. Zudem wird der Sliding-Mode-Regler vorgestellt.
Im vorletzten Kapitel erkunden Sie die Grundlagen neuronaler Netze und lernen, wie maschinelles Lernen auf einem Arduino eingesetzt werden kann. Im letzten Kapitel gibt es noch ein praktisches Beispiel für einen Fuzzy-Regler zur Stromeinspeisung ins Hausnetz.
Dieses Buch ist die perfekte Wahl für Ingenieure, Studierende und Elektroniker, die ihre Projekte mit innovativen Regelungstechniken erweitern möchten.
Bauen Sie Ihre perfekte Wetterstation oder forschen Sie zusammen mit der ganzen Welt an Umweltdaten. Mit vielen praktischen Projekten für Arduino, Raspberry Pi, NodeMCU, ESP32 und weiteren Developmentboards.
Wetterstationen erfreuen sich seit Jahrzehnten großer Beliebtheit. Ob in aktuellen oder längst eingestellten Elektronik-Magazinen – regelmäßig finden sich Beiträge zum Eigenbau einer Wetterstation. Im Laufe der Jahre wurden diese Systeme immer ausgefeilter und können heute nahtlos in das Smart Home integriert werden. Allerdings erfordert dies oft die Bindung an einen (teuren) Markenhersteller, der sämtliche Komponenten abdeckt.
Mit Ihrer eigenen Wetterstation können Sie jedoch mühelos mithalten – und sogar Messwerte erfassen, die kommerzielle Geräte nicht bieten. Dabei kommt der Spaß nicht zu kurz: Sie erweitern spielerisch Ihr Wissen über Elektronik, moderne Mikrocontroller-Developmentboards und Programmiersprachen. Schon für weniger als zehn Euro können Sie erste Umweltdaten erfassen und Ihr System Schritt für Schritt mit wachsendem Interesse weiter ausbauen.
Aus dem Inhalt:
Wind und Wetter auf der Spur
Wetterdisplay mit OpenWeatherMap und Vakuum-Fluoreszenzanzeige
Flüchtige organische Verbindungen in der Atemluft
Mit MQ-Sensoren arbeiten: Kohlenmonoxid messen – geruchlos aber extrem giftig
CO2-Ampel mit ThingSpeak-IoT-Anbindung
Ein Gießautomat für Ihre Pflanzen
Gutes Raumklima: Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind wichtige Kriterien
Schickes Thermometer mit alter Röhrentechnik
Nostalgisches Wetterhäuschen für die ganze Familie
Luftdruck und Temperatur genau messen
Sonnenbrand-Warngerät
DIY-Sensor für die Sonnenscheindauer
Das Smartphone zeigt’s an: Nebel oder klare Sicht?
Erdbeben erkennen
Pegelstände von Gewässern und Behältern
pH-Wert von Gewässern bestimmen
Radioaktive Strahlung erkennen
Mit GPS wissen Sie weltweit, wo ihr Sensor ist
Logdateien mit Zeitstempel auf SD-Karten speichern
LoRaWAN, The Things Network und ThingSpeak
LoRaWAN-Gateway für TTN betreiben
Mega-Display mit Wettervorhersage
Build your textbook weather station or conduct environmental research together with the whole world. With many practical projects for Arduino, Raspberry Pi, NodeMCU, ESP32, and other development boards.
Weather stations have enjoyed great popularity for decades. Every current and even every long discontinued electronics magazine has regularly featured articles on building your own weather station. Over the years, they have become increasingly sophisticated and can now be fully integrated into an automated home — although this often requires loyalty to an (expensive) brand manufacturer across all components.
With your own weather and environmental data, you can keep up and measure things that no commercial station can. It’s also fun: expand your knowledge of electronics, current microcontroller development boards and programming languages in a fun and meaningful way. For less than 10 euros you can get started and record your first environmental data — with time and growing interest, you will continue to expand your system.
In this Edition
Which Microcontroller Fits My Project?
The Right Development Environment
Tracking Wind and Weather
Weather Display with OpenWeatherMap and Vacuum Fluorescent Display
Volatile Organic Compounds in the Air We Breathe
Working with MQ Sensors: Measuring Carbon Monoxide — Odorless but Toxic
CO2 Traffic Light with ThingSpeak IoT Connection
An Automatic Plant Watering System
Good Indoor Climate: Temperature and Humidity are Important criteria
Classy Thermometer with Vintage Tube Technology
Nostalgic Weather House for the Whole Family
Measuring Air Pressure and Temperature Accurately
Sunburn Warning Device
DIY Sensor for Sunshine Duration
Simple Smartphone Says: Fog or Clear View?
Identifying Earthquakes
Liquid Level Measurement for Vessels and Reservoirs
Water pH Value Measurement
Detecting Radioactive Radiation
GPS: Sensor Location Service Across the Globe
Saving and Timestamping Log Files on SD Cards
LoRaWAN, The Things Network, and ThingSpeak
Operating a LoRaWAN Gateway for TTN
Defying "Wind and Weather"
Mega Display with Weather Forecasz
Machen Sie Ihre Träume wahr und verwirklichen Sie die schwierigsten Projekte: einen Kilometerzähler für die Lauffläche Ihres Hamsters, eine vollständig automatisierte Überwachung Ihres Mediums mithilfe einer Webschnittstelle oder dem Sandwich-O-Mat? eine Maschine, die die Sandwiches Ihrer Wahl grillt.
Mit Arduino-Karten und der DIY-Bewegung („mach es selbst“) oder MakerBot wird das Programmieren von Mikrocontrollern zum Kinderspiel. An dieser Stelle findet eine zweite Revolution in der EU statt: Werden die Ingenieure auf dem Markt für Kleinkarten fündig? Angerufene „Shields“ oder Module? Dies vereinfacht die Nutzung anderer Geräte erheblich. Diese kleinen Module enthalten alle für die Verbindung zum Mikrocontroller erforderlichen elektronischen Komponenten. Einige Filamente mit ausreichenden Datenblättern reichen für die Zuordnung aus. Dies muss verkabelt werden und die Zeit wird knapp. Darüber hinaus ist es auch möglich, winzige Komponenten mithilfe von Verbindungsmustern (z. B. vom Typ CMS) zu manipulieren.
Projekte
Arduino und die Außenwelt
Capteur BMP180, Einführung in Bibliotheken und zu l?I²C
Einführung in Ein- und Ausgänge mit einem polyvalenten Schild
I²C-Adapter für LCD und Punktmatrixanzeigen
Schild Tastatur & LCD
Niveauumrechner
W5100: Internetverbindung
Schilde zur Verlängerung von Ein- und Ausgängen
Relais und Relais-Statistiken
Multifunktionsschild: universelle Befehlseinheit
Verbindung eines SD-Kartenlesers über SPI herstellen
Berührungen und Anzeigen mit 7 Segmenten
Analog-/Numerischer Konverter zu 16 Bit
Numerischer/analoger Konverter MCP4725
16-Wege-PWM-Servomotorsteuerung
MP3-Lesegerät
GPS-Datenspeicherung mit SD-Kartenspeicher
Taktiler Sensor
Joystick
SHT31: Temperatur und Luftfeuchtigkeit
UV-A-Sensor VEML6070
Flugzeit VL53L0X
Ultraschall-Abstandsmessung
LED-Matrizenanzeige mit MAX7219-Sockel
Echte Zeituhr DS3231
Anschlusserweiterungsschaltung MCP23017
Kommunikationsfunk à 433 MHz
Gyroskop MPU-6050
Beschleunigungsmesser ADXL345
LED RVB WS2812
Ernährungskarten
Gassensoren MQ-xx
Kohlendioxid-Abscheider (CO2)
Stromsensor ACS712
Stromsensor INA219
Motorsteuerung L298
RFID-Kit MFRC522
Nicht passender Motor 28BYJ-48
Karte mit ultra-leiser Motorsteuerung TMC2209
Numerisches Potentiometer X9C10x
TFT-Farbbildschirm mit Controller/Steuerung ST7735
Elektronischer Scharfschreiber
Modul Bluetooth
Compteur Geiger
Modul GSM SIM800L
I²C-Multiplexer
Modul CAN (Controller Area Network)
35 Projekte mit Raspberry Pi und Arduino
Das Internet of Things (Internet der Dinge) ist eine unumkehrbare Entwicklung. Wir möchten gerne alles im Haus mit unserem Smartphone oder Tablet erledigen – von Facebook bis Fernsehen, Lampen steuern oder die Heizungstemperatur einstellen.
In diesem Buch stellen wir 35 interessante und nützliche Projekte vor, die demonstrieren, wie Sie selbst ein Internet-of-Things-System anlegen können. Wir gehen auf die Hardware ein, einer perfekten Symbiose von Raspberry Pi und Arduino, und entwickeln die Software, die eine Steuerung über das Internet verwirklicht. Wir setzen dabei WLAN- und Funkverbindungen ein und vermeiden so einen Kabelsalat im Haus.
Wenn Sie die Projekte aufbauen, verfügen Sie über ein vollständiges Internet-of-Things-System, mit dem Sie alles im Haus bedienen, steuern und überwachen können, zum Beispiel ob Post im Briefkasten steckt oder das Auto in der Garage steht. Sie können bequem vom Sofa aus das Licht einschalten oder die Alarmanlage aktivieren/deaktivieren. Durch die ausführlichen Erläuterungen wird es Ihnen ein Leichtes sein, Projekte anzupassen, um zum Beispiel die Kaffeemaschine oder das Fernsehgerät aus der Ferne ein- und auszuschalten. Über den Index finden Sie leicht kreative Projekte, die Ihnen als Ausgangspunkt für eigene Entwicklungen dienen können, mit denen Sie selber alles, was Sie wollen, mit dem Internet verbinden können.
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.
Tout sur les protocoles et leur mise en œuvre avec Arduino
Initialement destiné aux véhicules routiers, le réseau CAN (« Controller Area Network ») et son successeur le réseau CAN FD (« Flexible Data ») ont vu leurs champs d’application s’élargir à de nouveaux domaines. L’industrie propose de nombreux modules microcontrôleurs dotés d’une interface CAN et/ou CAN FD. L’environnement de développement Arduino a démocratisé la programmation de ces modules et il existe des bibliothèques qui implémentent un pilote CAN et/ou un pilote CAN FD.
La première partie dresse un rapide historique des réseaux CAN et CAN FD et expose la problématique des lignes de transmission en abordant succinctement leur théorie et présentant des résultats de simulation Spice.
La deuxième partie est consacrée au réseau CAN, en détaillant successivement la fonction logique du réseau, les transcepteurs, les contrôleurs, la topologie la plus classique (le bus) et d’autres moins courantes, les répéteurs et les passerelles. Les aspects particuliers du protocole, tels que le bit stuffing, l’arbitrage, les trames d’erreur, la détection des erreurs sont exposés. La discussion de la fiabilité du protocole est illustrée par des exemples mettant en évidence ses faiblesses.
La troisième partie présente le protocole CAN FD, ses deux variantes CAN FD ISO et CAN FD non ISO, leurs fiabilités, leurs faiblesses, mises en évidence par des exemples. Différents transcepteurs et contrôleurs CAN FD sont décrits.
La quatrième partie est dédiée aux applications : comment utiliser les services d’un pilote, concevoir une messagerie, utiliser un analyseur logique. Deux exemples d’application terminent cette partie.
Ce livre s’adresse aux amateurs et aux ingénieurs non spécialistes pour comprendre les possibilités qu’offre un réseau CAN et comment on le met en œuvre. Un enseignant trouvera des informations pour approfondir ses connaissances et pour concevoir des travaux pratiques. Une connaissance des microcontrôleurs, de leur programmation, de l’électronique numérique aidera à la lecture des schémas. La connaissance du langage C++ et du langage de simulation électronique Spice facilitera la compréhension des programmes qui sont décrits dans le livre. Tous les codes source sont disponibles sur le dépôt GitHub de l’auteur.
Téléchargements
GitHub
Analoge schakelingen, sensors en microcontrollers
Elektronica is spannend. Het is een hobby die zowel leuk als leerzaam is. Het stelt je in staat om thuis of op het werk nieuwe en nuttige vaardigheden te leren. Een ervaren elektronicus ontwerpt zijn eigen schakelingen, en brengt zijn projecten tot leven. Maar voordat je zover bent, moet je eerst de basis onder de knie krijgen. Daarom brengt dit boek een groot aantal inleidende artikelen samen die in het elektronicatijdschrift Elektor zijn gepubliceerd. Het is je metgezel bij het leerproces in de wereld van de elektronica.
Het begint allemaal met analoge elektronica. Je zult de eenvoudigste componenten en circuits ontdekken om te begrijpen hoe ze werken, hoe ze op elkaar inwerken en de mogelijke problemen. De beste manier om vooruitgang te boeken is door echte experimenten uit te voeren, want theorie is niet genoeg. Dit boek begeleid je in een groot aantal praktische projecten voor beginners. Door ze te maken, doe je veel ervaring en kennis op.
Het tweede deel van het boek neemt je mee in de wereld van de digitale elektronica. De auteur bespreekt het gebruik van microcontrollers. Taken die voorheen werden uitgevoerd door discrete componenten of conventionele geïntegreerde schakelingen worden nu uitgevoerd door microcontrollers. De programmeertaal BASCOM, maar ook platforms als Arduino, BBC micro:bit en andere, maken dit leerproces veel gemakkelijker. Dit boek beschrijft in detail vele toepassingen van microcontrollers, die betaalbaar zijn voor de beginner. Hier gaan programmeren en solderen hand in hand!
Ready-to-use devices and self-built Arduino nodes in the 'The Things Network'
LoRaWAN has developed excellently as a communication solution in the IoT. The Things Network (TTN) has contributed to this. The Things Network was upgraded to The Things Stack Community Edition (TTS (CE)). The TTN V2 clusters were closed towards the end of 2021.
This book shows you the necessary steps to operate LoRaWAN nodes using TTS (CE) and maybe extend the network of gateways with an own gateway. Meanwhile, there are even LoRaWAN gateways suitable for mobile use with which you can connect to the TTN server via your cell phone.
The author presents several commercial LoRaWAN nodes and new, low-cost and battery-powered hardware for building autonomous LoRaWAN nodes. Registering LoRaWAN nodes and gateways in the TTS (CE), providing the collected data via MQTT and visualization via Node-RED, Cayenne, Thingspeak, and Datacake enable complex IoT projects and completely new applications at very low cost.
This book will enable you to provide and visualize data collected with battery-powered sensors (LoRaWAN nodes) wirelessly on the Internet. You will learn the basics for smart city and IoT applications that enable, for example, the measurement of air quality, water levels, snow depths, the determination of free parking spaces (smart parking), and the intelligent control of street lighting (smart lighting), among others.
Elektor GREEN en GOLD leden kunnen deze uitgave hier downloaden.
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Kleine warmtebeeldcameraeen op Arduino UNO gebaseerde DHZ-oplossing
Project-update #3: ESP32-gebaseerde energiemeterintegratie en test met Home Assistant
2024: een AI-odysseeobjectdetectie verbeteren met verfijnde technieken
De Raspberry Pi gaat AInieuwe kit bevat M.2 HAT+ met AI-versneller
Sensoren voor weerstationswat is de beste keuze?
Lees uw analoge watermeter uit met AI (1)koppel uw oude watermeter met het IoT!
GSM-alarmdraadloze garagebeveiliging
Low-power Thread-devices geoptimaliseerd en onder de loep genomenweinig vermogen... weinig inspanning?
Uit het leven gegrepende genderkloof
Zelfbouw-nevelkamermaak onzichtbare straling zichtbaar
SparkFun Thing Plus Mattereen veelzijdig Matter-gebaseerd IoT development board
IoT-retrofittenRS232-apparaten klaarstomen voor Industry 4.0
Stimuleer het IoT met 8-bit MCU’s
Technologie stimuleert duurzaamheidvooruitgang leidt in veel toepassingen tot efficiënter energiegebruik
AWS voor Arduino en co. (1)AWS IoT ExpressLink in de praktijk
Luchtstroomdetector met alleen een Arduinozonder externe sensoren!
Lekdetectorverbonden met de Arduino-cloud
Kristallenvreemde onderdelen
Universele logger voor de tuinAI-tuinieren komt een stapje dichterbij
Analoge 1kHz-generatorsinussen met geringe vervorming
Miletus: webapps offline gebruikeninclusief toegang tot het systeem en het apparaat!
Van 4G naar 5Gis het echt zo eenvoudig?
Alle begin......gaat symmetrisch
