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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Getting Started With the Zephyr RTOSAs Powerful as It Is Hard to Master
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Err-lectronicsCorrections, Updates, and Readers’ Letters
Infographics: Embedded and AI
Square Wave Generation BenchmarksExploring ESP32, Pico, and Other Microcontrollers
Projects with Arduino, ESPHome, Home Assistant, and Raspberry Pi & Co.
This e-book contains various example projects, beginning with an introduction to electronics. It also explains how to install Home Assistant on a Raspberry Pi, how to use indoor climate sensors for temperature and humidity, how to implement the MQTT protocol and other interfaces, and how to use ESPHome to integrate sensors and actuators into Home Assistant. Numerous video tutorials complement the book.
Fundamentals of electrical engineering
The book begins with an introduction to electrical engineering. You will learn the basics of voltage, current, resistors, diodes and transistors.
Arduino and microcontrollers
A complete section is dedicated to the Arduino Uno. You will get to know the structure, write your first programs and work on practical examples.
Home Assistant and automation
You will learn how to set up Home Assistant on a Raspberry Pi and how to use automations, scenes and devices. In addition, Zigbee, MQTT and ESP-NOW – important technologies for home automation – will be discussed.
ESP8266, ESP32 and ESP32-CAM
The popular ESP microcontrollers are covered in detail. A theoretical introduction is followed by practical projects that show you how to get the most out of these devices.
Sensors and actuators
The book explains the functionality and application of numerous sensors such as temperature and humidity sensors, motion detectors and RFID readers. For actuators, stepper motors, e-ink displays, servo motors and much more are covered. There are practical application examples for all devices.
ESPHome
This chapter shows you how to integrate sensors and actuators into Home Assistant without any programming effort. You will be guided step by step through the setup with ESPHome.
LEDs and lighting technology
In this chapter, you will learn about different types of LEDs and how they can be used. The basics of lighting technology are also explained.
Node-RED
A whole chapter is dedicated to Node-RED. You will learn the basics of this powerful tool and be guided step by step through its setup and use.
Integrated Circuits (ICs)
In electronics, there are numerous ICs that make our lives easier. You will get to know the most important ones and apply your knowledge in practical projects.
Professional programming
Advanced topics such as the correct use of buttons, the use of interrupts and the use of an NTP server for time synchronisation are covered in detail in this chapter.
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Der Raspberry Pi wurde ursprünglich für die Forschung und Lehre entwickelt. Der kleine Bastler-PC hat jedoch bewiesen, dass er auch in der Industrie vielseitig einsetzbar ist. Aufgrund der zahlreichen Anwendungen des Raspberry Pi in privaten Hobbykellern und Hochschullabors ist er etlichen angehenden Ingenieuren bereits bekannt, daher ist es nicht verwunderlich, dass er schon in unterschiedlichsten industriellen Betrieben zum Einsatz kommt. Im Gegensatz zu vielen anderen PCs, die in der Industrie verwendet werden, bringt der Raspberry Pi einige Vorteile mit sich. Er ist nicht nur kostengünstig, sondern auch einfach in der Anwendung. Dies zeigt sich besonders anhand der benutzerfreundlichen Standard-Software Raspbian, welche sich sehr einfach und ohne viel Zeitaufwand installieren lässt. Besonders einzigartig ist jedoch die große Support-Community, die über soziale Netzwerke für Hilfe bei der Anwendung und Problemlösungen bereitsteht. Mitbegründer des Raspberry Pi, Eben Upton, sieht Chancen für den Raspberry Pi, in der Industrie Fuß zu fassen und so die industrielle Steuerung erheblich zu erleichtern. Dieses Buch bietet eine anschauliche Übersicht über die Möglichkeiten der industriellen Anwendung des Raspberry Pi. Von Sensoren, Blockchain-Technologie, Industrie-Controller über Automatisierung und KI, werden zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten für den Raspberry Pi anschaulich erklärt. Außerdem werden unterschiedlichste Tools zur erweiterten Nutzung des Raspberry Pi sowie die verschiedenen Betriebssysteme vorgestellt. Die Möglichkeiten und Grenzen für den Raspberry Pi in der Industrie und konkrete Anwendungsbeispiele liefern ein realistisches Gesamtbild.
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Dieses Buch beschäftigt sich mit DC-Elektromotoren und deren Einsatz in Arduino und Raspberry Pi Zero W-Projekten. Das Buch enthält zahlreiche Motorsteuerungsprojekte, wobei jedes Projekt denselben Aufbau besitzt:
Projekttitel
Beschreibung des Projekts
Blockschaltbild
Schaltplan
Zusammenbau
Vollständiges Programmlisting
Umfassende Erläuterung des Programms
Die Projekte im Buch umfassen die Standard-DC-Motoren, Schrittmotoren, Servomotoren und mobile Roboter. Das Buch richtet sich an Elektronik-Bastler, die Projekte mit dem Arduino Uno oder dem Raspberry Pi Zero W entwickeln und dabei Motoren einsetzen möchten.
Ein besonders reizvolles Projekt dieses Buches ist die Fernsteuerung eines mobilen Roboters von einem Mobiltelefon aus mit dem Arduino Uno sowie dem Raspberry Pi Zero W. Dieses Projekt wird sowohl über Wi-Fi als auch über Bluetooth mit dem Handy gesteuert. Die Leser sollten in der Lage sein, einen Roboter vorwärts, rückwärts, links oder rechts zu bewegen, indem sie einfache Befehle vom Mobiltelefon aus senden.
Die vollständigen Programmlistings aller Projekte sowie die detaillierten Programmbeschreibungen finden Sie im Buch. Der Leser kann die Projekte Schritt für Schritt nachbauen oder sie an die eigenen Bedürfnisse anpassen.
