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.
Dit boek gaat over de Raspberry Pi, en over het programmeren in C. De programmeertaal C en het besturingssysteem Linux (Raspbian) passen uitstekend bij elkaar. Alles wat we nodig hebben om in C te programmeren wordt meegeleverd met het besturingssysteem van de Raspberry Pi.
In dit boek leert u hoe C gebruikt wordt met de Raspberry Pi, en krijgt u een overzicht van de taal.
WiringPi is een softwarebibliotheek voor de Raspberry Pi waarmee C hardware-uitbreidingen kan benaderen. Die bibliotheek wordt gebruikt om sensoren uit te lezen en om extra hardware aan te sturen. U gaat experimenteren met LED’s en schakelaars, met motoren, met geluid en met sensoren voor temperatuur, luchtdruk, en luchtvochtigheid.
Met een Linux-systeem kunt u een webserver maken, inclusief interactieve websites met PHP en WiringPi. Daarom is ook een beknopt overzicht van HTML en PHP in het boek opgenomen. In de voorbeelden worden sensoren via het web uitgelezen en worden apparaten bestuurd. In het laatste voorbeeld wordt een temperatuurlogger gemaakt. Die meet elk kwartier de temperatuur. Een tabel met de meetwaarden kan via het web worden uitgelezen.
Alle voorbeeldprogramma’s kunnen worden gedownload van de website van Elektor.
A Fast-Lane Ride From Concept to Project
The core of the book explains the use of the Raspberry Pi Zero 2 W running the Python programming language, always in simple terms and backed by many tested and working example projects. On part of the reader, familiarity with the Python programming language and some experience with one of the Raspberry Pi computers will prove helpful. Although previous electronics experience is not required, some knowledge of basic electronics is beneficial, especially when venturing out to modify the projects for your own applications.
Over 30 tested and working hardware-based projects are given in the book, covering the use of Wi-Fi, communication with smartphones and with a Raspberry Pi Pico W computer. Additionally, there are Bluetooth projects including elementary communication with smartphones and with the popular Arduino Uno. Both Wi-Fi and Bluetooth are key features of the Raspberry Pi Zero 2 W.
Some of the topics covered in the book are:
Raspberry Pi OS installation on an SD card
Python program creation and execution on the Raspberry Pi Zero 2 W
Software-only examples of Python running on the Raspberry Pi Zero 2 W
Hardware-based projects including LCD and Sense HAT interfacing
UDP and TCP Wi-Fi based projects for smartphone communication
UDP-based project for Raspberry Pi Pico W communication
Flask-based webserver project
Cloud storage of captured temperature, humidity, and pressure data
TFT projects
Node-RED projects
Interfacing to Alexa
MQTT projects
Bluetooth-based projects for smartphone and Arduino Uno communications
Diese Ausgabe steht allen GOLD- und GREEN-Mitgliedern auf der ElektorMagazine-Website zum Download bereit!
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Projekt 2.0
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Elektor Audio-DSP FX-Prozessor-BoardTeil 2: Anwendungen erstellen
Met de Raspberry Pi heeft u voor slechts een paar tientjes een complete computer in handen, waar op eenvoudige wijze allerlei elektronica aangesloten kan worden. In deze 2e herziene en uitgebreide versie gaan we in op een van de sterke kanten van de Raspberry Pi: de combinatie van programmeren en elektronica.
Na een korte introductie van de Raspberry Pi wordt de benodigde software geïnstalleerd. Op de SD-kaart die u bij dit boek kunt aanschaffen, is die allemaal al aanwezig voor de Raspberry Pi. Aan de (optionele) Windows PC kant gebeurt dit met gratis software die u kunt downloaden.
Daarna volgt een beknopte inleiding in het besturingssysteem Linux en gaan we programmeren in Bash, Python en JavaScript. De nadruk ligt hierbij op Python, maar in alle gevallen houden we het kort. We bespreken net voldoende zodat u de projecten kunt begrijpen en aan uw wensen aanpassen, en gaan dan aan de slag met leuke projecten.
Maar liefst 45 spannende en interessante projecten worden in detail besproken en uitgelegd. Van wisselknipperlicht, aansluiten van een elektromotor, het verwerken en maken van analoge signalen tot lichtmeter en temperatuurregeling. Maar ook gecompliceerdere projecten zoals een motorsnelheidsregeling, webserver met CGI, client-server applicaties en Xwindows programma‘s. U kunt dit boek gebruiken als projecten boek en de projecten nabouwen en in de praktijk inzetten. Door de duidelijke uitleg, schema‘s en foto‘s van de opstellingen op een steekbord wordt het nabouwen een erg leuke bezigheid.
RPi
Alle software voor de RPi is voorgeïnstalleerd op een SD-kaart die u bij dit boek kunt aanschaffen. Dat wil zeggen dat alle software en drivers voor SSH, SPI, I²C, GPIO, PWM, muziek, Python Ontwikkelversie, wxPython, IdleX en de seriële verbinding gegarandeerd werken. Tevens staan alle broncodes van de projecten uitdit boek op deze kaart.
Windows-PC
In het gratis download-pakket dat bij dit boek hoort, vindt u de software die in dit boek gebruikt wordt op de Windows-PC handig bij elkaar in een enkel ZIP-bestand. Alle software is gratis. Tevens bevat het pakket een filmpje van de Nutteloze Doos (Useless Machine) van project 13.4.
Software download-pakket
WinOscillo
Putty
Xming
WinSCP
DiskImager
Notepad2
IdleX
Useless Box film
Der SDRplay RSPdx-R2 ist ein breitbandiger, voll ausgestatteter Single-Tuner 14-Bit-SDR-Empfänger, der das gesamte HF-Spektrum von 1 kHz bis 2 GHz abdeckt und bis zu 10 MHz Spektrumssichtbarkeit bietet. Er verfügt über drei Antennenanschlüsse, von denen zwei mit SMA-Steckern den gesamten Bereich von 1 kHz bis 2 GHz abdecken und der dritte mit einem BNC-Stecker bis 200 MHz arbeitet.
Der RSPdx-R2 ist eine verbesserte Version des RSPdx mit weiteren Designverbesserungen für den Einsatz bei Frequenzen unter 2 MHz. In einem robusten Stahlgehäuse untergebracht, bietet der RSPdx-R2 zusätzlich zur Funktionalität des RSP1B drei softwareseitig wählbare Antenneneingänge und einen externen Takteingang. Er bietet hervorragende Leistung im HF- und VHF-Bereich bis 2 GHz. Der RSPdx-R2 unterstützt außerdem einen "HDR-Modus", der für die anspruchsvollen Empfangsbedingungen unter 2 MHz optimiert ist.
In Verbindung mit der SDRplay-Software bietet der RSPdx-R2 einen speziellen HDR-Modus (High Dynamic Range) für den Empfang in ausgewählten Bändern unter 2 MHz. Der HDR-Modus bietet eine verbesserte Intermodulationsleistung und weniger Störsignale für diese anspruchsvollen Bänder.
Features
Deckt alle Frequenzen von 1 kHz über VLF, LF, MW, HF, VHF, UHF und L-Band bis 2 GHz lückenlos ab
Empfang, Überwachung und Aufzeichnung von bis zu 10 MHz Spektrum auf einmal
Wesentlich verbesserte Leistung unterhalb von 2 MHz – verbesserter Dynamikbereich und Selektivität
Per Software wählbare Auswahl von 3 Antennenanschlüssen
Verbesserte Fähigkeit, mit extrem starken Signalen umzugehen
Externer Takteingang für Synchronisationszwecke oder Anschluss an GPS-Referenztakt für zusätzliche Frequenzgenauigkeit
Hervorragender Dynamikbereich für schwierige Empfangsbedingungen
Kostenlose Nutzung der Windows-basierten SDRuno-Software, die eine ständig wachsende Anzahl von Funktionen bietet.
Starkes und wachsendes Software-Support-Netzwerk
Kalibrierte S-Meter/HF-Leistungs- und SNR-Messung mit SDRuno (einschließlich Datenprotokollierung in CSV-Dateien)
Dokumentierte API, die die Entwicklung von Demodulatoren oder Anwendungen auf mehreren Plattformen ermöglicht.
Anwendungen (Amateur)
Hören von Kurzwellenradio
Rundfunk-DXing (AM/FM/TV)
Panadaptor
Flugzeuge (ADS-B und ATC)
Slow Scan TV
Multi-Amateur-Bandüberwachung
WSPR & digitale Modi
Wetterfax (HF und Satellit)
Satellitenüberwachung
Geostationäre Umweltsatelliten
Bündelfunk
Versorgungs- und Notdienstüberwachung
Schneller und effektiver Antennenvergleich
Anwendungen (Industrie)
Spektrumanalysator
Überwachung
Drahtlose Mikrofonüberwachung
HF-Vermessung
IoT-Empfängerkette
Signalprotokollierung
RFI/EMV-Erkennung
Überwachung der Broadcast-Integrität
Spektrumüberwachung
Leistungsmessung
Anwendungen (Bildung/Wissenschaft)
Lehre
Empfängerdesign
Radioastronomie
Passives Radar
Ionosonde
Spektrumanalysator
Empfänger für IoT-Sensorprojekte
Antennenforschung
Technische Daten
Frequenzbereich
1 kHz – 2 GHz
Antennenanschluss
SMA
Antennenimpedanz
50 Ohm
Stromverbrauch (typisch)
190 mA @ >60 MHz (ohne Bias-T)120 mA @ <60 MHz (ohne Bias-T)
USB-Anschluss
USB-B
Maximale Eingangsleistung
+0 dBm kontinuierlich+10 dBm kurzzeitig
ADC Abtastraten
2-10,66 MSPS
ADC Anzahl der Bits
14 bit 2-6,048 MSPS12 bit 6,048-8,064 MSPS10 bit 8,064-9,216 MSPS8 bit >9,216 MSPS
Bias-T
4,7 V100 mA garantiert
Referenz
0,5ppm 24 MHz TCXO.Frequenzfehler auf 0,01ppm im Feld trimmbar.
Betriebstemperatur
−10˚C bis +60˚C
Abmessungen
113 x 94 x 35 mm
Gewicht
315 g
Downloads
Datasheet
Software
RSPdx-R2 vs RSPduo
RSPdx-R2
RSPduo
Kontinuierlicher Bereich von 1 kHz bis 2 GHz
✓
✓
Bis zu 10 MHz sichtbare Bandbreite
✓
✓
14-Bit-ADC-Siliziumtechnologie plus mehrere Hochleistungs-Eingangsfilter
✓
✓
Per Software wählbare AM/FM- und DAB-Rundfunkband-Sperrfilter
✓
✓
4,7 V Bias-T für die Versorgung eines externen Antennenverstärkers
✓
✓
Stromversorgung über das USB-Kabel mit einer einfachen Typ-B-Buchse
✓
✓
50Ω SMA-Antenneneingang(e) für 1 kHz bis 2 GHz Betrieb (per Software wählbar)
2
2
Zusätzlicher per Software wählbarer Hi-Z-Eingang für bis zu 30 Mhz-Betrieb
✓
Zusätzlicher per Software wählbarer 50-Ω-BNC-Eingang für den Betrieb mit bis zu 200 MHz
✓
Zusätzlicher LF/VLF-Filter für unter 500 kHz
✓
24 MHz Referenztakt-Eingang (+ Ausgang auf RSPduo)
✓
✓
Duale Tuner ermöglichen den Empfang auf 2 völlig unabhängigen 2-MHz-Bereichen
✓
Zwei Tuner ermöglichen Diversity-Empfang mit SDRuno
✓
Robustes schwarz lackiertes Stahlgehäuse
✓
✓
Gesamtleistung unter 2 MHz für MW und LF
++
+
Mehrere gleichzeitige Anwendungen
+
++
Leistung unter schwierigen Fading-Bedingungen (*mit Diversity-Abstimmung)
+
*++
Mit dem Elektor Arduino Nano Trainingsboard (MCCAB) eigene Projekte realisieren
Der Mikrocontroller ist das wohl faszinierendste Teilgebiet der Elektronik, denn aufgrund der Vielzahl von Funktionen, die er auf seinem Chip vereinigt, ist er für den Entwickler ein universelles Multi-Tool zur Realisierung seiner Projekte. Praktisch jedes Gerät des täglichen Gebrauchs wird heute von einem Mikrocontroller gesteuert. Für einen elektronischen Laien blieb es aufgrund der Komplexität bisher allerdings ein Wunschtraum, eigene Ideen mit einem Mikrocontroller zu realisieren. Das Arduino-Konzept hat den Einsatz von Mikrocontrollern weitgehend vereinfacht, sodass jetzt auch Laien eigene Elektronik-Ideen mit einem Mikrocontroller verwirklichen können.
Buch & Hardware im Bundle: 'Learning by Doing'
Dieses im Bundle mitgelieferte Buch (im großen A4-Format) zeigt, wie man auch ohne große Erfahrung in Elektronik und Programmiersprachen eigene Projekte mit einem Mikrocontroller realisieren kann. Es ist ein Mikrocontroller-Praxiskurs für Einsteiger, denn nach einem Überblick über die Interna des Mikrocontrollers und einer Einführung in die Programmiersprache C liegt der Schwerpunkt des Kurses auf den praktischen Übungen. Der Leser eignet sich die erforderlichen Kenntnisse durch 'Learning by Doing' an: in dem umfangreichen Praxisteil mit 12 Projekten und 46 Übungen wird das im vorderen Teil des Buches Gelernte mit vielen Beispielen unterlegt. Die Übungen sind dabei so aufgebaut, dass der Bearbeiter eine Aufgabenstellung erhält, die er mit seinem im Theorieteil des Buches aufgebauten Wissen löst. Für jede Übung gibt es anschließend eine ausführlich erklärte und kommentierte Musterlösung, die dem Bearbeiter bei Problemen weiterhilft und die er mit seiner eigenen Lösung vergleichen kann.
Arduino IDE
In der Arduino IDE, einer Software-Entwicklungsumgebung, die kostenlos auf den eigenen PC heruntergeladen werden kann und die das gesamte Softwarepaket enthält, das für ein eigenes Mikrocontroller-Projekt benötigt wird, schreibt der Bearbeiter mit dem Editor der IDE seine Programme („Apps“) in der Programmiersprache C. Der in die Arduino IDE integrierte Compiler übersetzt sie in die Bits und Bytes, die der Mikrocontroller versteht und die dann über ein USB-Kabel in den Speicher des Mikrocontrollers auf dem Elektor Arduino Nano Trainingsboard (MCCAB) geladen werden.
Externe Sensoren, Motoren oder Baugruppen abfragen oder steuern
Das Elektor Arduino Nano Trainingsboard (MCCAB) enthält neben einem Mikrocontrollermodul Arduino Nano alle für die Übungen benötigten Bauteile wie Leuchtdioden, Schalter, Taster, akustische Signalgeber usw. Auch externe Sensoren, Motoren oder Baugruppen können mit diesem Mikrocontroller-Übungssystem abgefragt oder gesteuert werden.
Technische Daten (Arduino Nano Trainingsboard MCCAB)
Stromversorgung
Über die USB-Verbindung des zur Erstellung der Programme sowieso angeschlossenen PCs oder ein externes Netzteil (nicht im Lieferumfang enthalten)
Betriebsspannung
+5 Vcc
Eingangsspannung
Alle Eingänge
0 V bis +5 V
VX1 und VX2
+8 V bis +12 V (nur bei Verwendung eines externen Netzteils)
Mikrocontrollermodul
Arduino Nano
Hardwareperipherie
LCD
2x16 Zeichen
Potenziometer P1 & P2
JP3: Auswahl der Betriebsspannung von P1 & P2
Verteiler
SV4: Verteiler für die BetriebsspannungenSV5, SV6: Verteiler für die Ein-/Ausgänge des Mikrocontrollers
Schalter und Taster
RESET-Taster auf dem Arduino Nano-Modul6x Tastschalter K1 … K66x Schiebeschalter S1 … S6JP2: Verbindung der Schalter mit den Eingängen des Mikrocontrollers
Summer
Piezo-Summer Buzzer1 mit Steckbrücke auf JP6
Leuchtanzeigen
LED L auf dem Arduino Nano-Modul, verbunden mit GPIO D1311x LED: Zustandsanzeige für die Ein-/AusgängeJP6: Verbindung der LEDs LD10 … LD20 mit den GPIOs D2 … D12
Serielle SchnittstellenSPI & I²C
JP4: Auswahl des Signals an Pin X der SPI-Steckerleiste SV12SV9 bis SV12: SPI-Interface (3,3 V/5 V) bzw. I²C-Interface
Schaltausgang für externe Geräte
SV1, SV7: Schaltausgang (maximal +24 V/160 mA, extern zugeführt)SV2: 2x13 Pins zum Anschluss externer Module
3x3 LED-Matrix (9 rote LEDs)
SV3: Spalten der 3x3 LED-Matrix (Ausgänge D6 … D8)JP1: Verbindung der Reihen mit den GPIOs D3 … D5
Software
Library MCCABLib
Steuerung der Hardware-Komponenten (Schalter, Taster, Leuchtdioden, 3x3 LED-Matrix, Summer) auf dem MCCAB Trainingsboard
Betriebstemperatur
bis +40 °C
Abmessungen
100 x 100 x 20 mm
Technische Daten (Arduino Nano)
Mikrocontroller
ATmega328P
Architektur
AVR
Betriebsspannung
5 V
Flashspeicher
32 KB, davon 2 KB vom Bootloader belegt
SRAM
2 KB
Taktfrequenz
16 MHz
Analoge IN-Pins
8
EEPROM
1 KB
DC-Strom pro I/O-Pin
40 mA an einem I/O-Pin, insgesamt maximal 200 mA an allen Pins gemeinsam
Eingangsspannung
7-12 V
Digitale I/O-Pins
22 (6 davon sind PWM-fähig)
PWM-Ausgänge
6
Stromverbrauch
19 mA
Abmessungen
18 x 45 mm
Gewicht
7 g
Lieferumfang
Elektor Arduino Nano MCCAB Trainingsboard
Arduino Nano
Buch: Mikrocontroller-Praxiskurs für Arduino-Einsteiger
Diese Ausgabe steht allen GOLD- und GREEN-Mitgliedern auf der ElektorMagazine-Website zum Download bereit!
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