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Vom Messwert zur stabilen Entscheidung Wie wird aus einem einfachen Mikrocontroller ein intelligentes System, das Sensorwerte erfasst, verarbeitet und sinnvoll darauf reagiert? Dieses Buch zeigt es Ihnen Schritt für Schritt – verständlich, praxisnah und ohne unnötige Vorkenntnisse. Sie beginnen mit den Grundlagen der digitalen und analogen Ein- und Ausgänge. Anschließend lernen Sie, wie Sensorwerte gelesen, geglättet und zuverlässig bewertet werden. Anschauliche Beispiele erklären, warum einzelne Messwerte oft täuschen können und wie Mittelwertbildung, Hysterese und einfache Entscheidungsregeln für stabile Ergebnisse sorgen. Nach und nach erweitern Sie Ihre Projekte um Displays, I²C-Kommunikation und mehrere vernetzte Mikrocontroller. So entstehen verteilte Systeme, in denen Raspberry Pi Pico und ATtiny-Controller Daten austauschen und gemeinsam Aufgaben übernehmen. Im fortgeschrittenen Teil erhalten Sie einen leicht verständlichen Einstieg in Merkmalsbildung, Datenvorverarbeitung, hybride Entscheidungsmodelle und TinyML-nahe Anwendungen. Dabei verbinden Sie klassische Regelungstechnik mit modernen datenbasierten Methoden. Alle Projekte werden von ausführlich kommentierten Programmen in C und MicroPython begleitet. Das Buch richtet sich an Einsteiger, Maker, Studierende und alle, die Embedded-Systeme von Grund auf verstehen möchten. Am Ende können Sie eigene Systeme entwickeln, die nicht nur messen, sondern Informationen auswerten, zuverlässige Entscheidungen treffen und gezielt reagieren.

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Programmieren mit GNU Radio HackRF ist eine Open-Source-Entwicklung von Great Scott Gadgets und dient als vielseitiges Frontend für Software Defined Radio (SDR). Mit HackRF One und dem Nachfolger HackRF Pro lassen sich eigene SDR-Anwendungen entwickeln, leistungsfähige Empfänger und Sender aufbauen sowie anspruchsvolle Aufgaben der HF-Messtechnik realisieren. Dieses Buch eröffnet einen praxisnahen Einstieg in die Welt des Software Defined Radio. Schritt für Schritt zeigt der Autor, wie sich mit HackRF leistungsfähige SDR-Projekte umsetzen lassen – von den Grundlagen der HF-Technik bis hin zu anspruchsvollen Anwendungen mit GNU Radio. Neben dem Umgang mit SDR Sharp (SDR#), RadioConda und GNU Radio vermittelt das Buch auch die Grundlagen moderner digitaler Signalverarbeitung. Zahlreiche Experimente und leicht nachvollziehbare Praxisbeispiele führen durch Themen wie AM-, FM- und SSB-Empfang, digitale Filter, Kurzwelle, Amateurfunk, Messsender und eigene HF-Projekte bis 6 GHz. Ob Maker, Funkamateur, Elektronik-Enthusiast oder SDR-Einsteiger – dieses Buch vermittelt fundiertes Wissen, praxisnahe Anwendungen und die Motivation, die Möglichkeiten moderner SDR-Technik kreativ auszuschöpfen.

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Ist ein solches Buch in Zeiten der Computer und Mikrocontroller noch aktuell? Die Antwort lautet eindeutig: Ja! Hierfür gibt es drei gewichtige Gründe.Einmal ist die Theorie und der Aufbau analoger und digitaler Schaltungen nicht nur sehr lehrreich, sondern vermittelt auch unschätzbare Erfahrungen und Elektronik-Grundkenntnisse.Auch wenn zum anderen durch den technischen Fortschritt sich fast alle Anwendungen per Computer und Mikrocontroller realisieren lassen, ist es in vielen Fällen einfach 'overdressed' (um es neudeutsch auszudrücken). Einfacher und preiswerter wäre dann die konventionelle Lösung.Schließlich sind Kenntnisse in der Elektronik Voraussetzung für den erfolgreichen Umgang mit der Mikrocontrollertechnik.Apropos Grundkenntnisse: Dieses Buch enthält nicht nur Schaltungsvorschläge, sondern auch eine Reihe Artikel, die die theoretischen Grundlagen einer Schaltung verständlich beschreiben. Somit ist das vorliegende Buch nicht nur für Elektronik-Laien geeignet, sondern auch für all diejenigen, die sich aus beruflichen Gründen in die Materie einarbeiten möchten.Aus dem Inhalt:Wissenswertes über Strom und Spannung • Elektrizität und Magnetismus • Kondensatoren und Spulen • Halbleiter • Praktische Schaltungen für Labor und Werkstatt • Oszillatoren • Synthetische Klänge • Musik-Elektronik • Audio-Schaltungen • Opto-Elektronik • Haus- und Hof-Elektronik • Hochfrequenz • Spezial-ICs

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Auf 100 Seiten finden Sie interessante und informative Themen zu Röhrentechnik. Unter anderem werden die nachfolgenden Fragen beantwortet: Wie verhalten sich Röhren in Gitarrenverstärkern? Welche Vorstufenröhre ist die richtige? Welchen Einfluss hat die Qualität des Vakuums? Sind Röhrenmikrofone noch immer das Maß aller Dinge? Bauprojekte sind u. a.: Mikrofonvorverstärker in Röhrentechnik Experimentiernetzteil für Röhren Federhall Wah-Wah HiFi-Endstufe für Einsteiger

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In seinem leidenschaftlichen Plädoyer für die Nutzung von Sonnenenergie wendet sich der Autor an technisch nicht versierte Leser. Der Autor von Photovoltaik für Quereinsteiger hat drei klare Botschaften: Es ist ziemlich einfach, eine Photovoltaikanlage erfolgreich in Betrieb zu nehmen. Die notwendigen Kalkulationen dazu, ob sich eine Solaranlage lohnt, passen auf einen Bierdeckel. Elektrischer Strom kann mit Photovoltaik schon heute für 3,5 Eurocent pro Kilowattstunde erzeugt werden. Allerdings nur tagsüber und auch nicht überall auf der Welt (aber an sehr vielen Orten). Das Buch erklärt, wie man zu marktüblichen Preisen Anlagen bauen kann, die zu unschlagbaren Niedrigstpreisen Strom liefern können. Es wird erläutert, wie man Anlagen abhängig vom Standort kalkulieren muss. Dabei beleuchtet der Autor in leicht verständlichen Worten die physikalischen Grundlagen der Gewinnung von Energie durch Photovoltaik und erklärt, wie eine Solarzelle prinzipiell arbeitet. Die grundsätzlichen Bestandteile einer Photovoltaikanlage werden so erklärt, dass sie auch von Laien verstanden werden. Ausführlich geht der Autor auf die richtige Wahl von Batterien zur Speicherung des gewonnenen Stromes ein. Potentielle Fehler- und Gefahrenquellen beim Auf- und Ausbau finden ebenso Berücksichtigung. Das Buch richtet sich dabei an Privatpersonen und an Projektbetreiber, die Strom für den Eigenverbrauch erzeugen möchten.

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Die Hochfrequenztechnik ist eines der Gebiete, auf denen man auch heute noch eigene Ideen in die Tat umsetzen kann. Unzählige Schaltungsvarianten mit besonderen Zielsetzungen geben Raum für sinnvolle Experimente und Projekte. Vieles kann man nicht einfach kaufen. Detektorradios ohne eigene Energiequelle, einfache Röhrenempfänger mit einem Hauch von Nostalgie, die ersten Empfangsversuche mit dem Software Defined Radio oder Spezialempfänger für den Amateurfunk, all dies lässt sich mit wenig Aufwand realisieren. Lange Zeit war das Radiobasteln der Einstieg in die Elektronik. Inzwischen gibt es 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 moderne Abstimmverfahren wie PLL und DDS oder um moderne DSP-Radios geht. Dieses Buch gibt einen Überblick und stellt eine Sammlung einfacher Projekte vor. Der Autor möchte Sie dabei unterstützen, eigene Ideen zu entwickeln, eigene Empfänger zu entwerfen und sie zu erproben.

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Smart-Home-Systeme selber bauen Smart Home- und IoT-Technik für den Arduino bietet eine Fülle von Praxisprojekten, die mit einem einzigen Kit aufgebaut werden können. Das "SunFounder Smart Home Internet of Things Kit V2.0 for Arduino" enthält über 30 Komponenten, Bauelemente und Module aus allen Bereichen der modernen Elektronik. Damit lassen sich eine Fülle von Projekten realisieren. Für den Einsteiger werden zunächst einige einfachere Einsteigerexperimente vorgestellt. Der fortgeschrittenere Anwender kann sich dagegen gleich an die komplexeren Themen heranwagen. Neben präzisen digitalen Thermometern, Hygrometern, Belichtungsmessern und verschiedenen Alarmanlagen entstehen auch praktisch einsetzbare Geräte und Anwendungen wie etwa eine vollautomatische Beleuchtungssteuerung ein digitales Thermostat eine multifunktionale Klimamessstation Zudem wird detailliert erklärt, wie Messdaten in das Internet übertragen werden. Dort sind sie grafisch darstellbar und können weltweit abgerufen werden. Auch auf die damit verbundenen Gefahren und die Problematik des Datenschutzes wird eingegangen. Die vorgestellten Praxisprojekte bleiben dabei aber nicht im Status eines „Laborprototyps“ stehen. Durch entsprechende Tipps und Hinweise entstehen vielmehr praxistaugliche Geräte, die in Haushalt, Hobby und Beruf eingesetzt werden können. Selbstverständlich können sämtliche Bauteile auch einzeln beschafft werden, so dass sich die Projekte im Buch auch ohne das komplette IoT-Kit durchführen lassen.

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Wenn Sie nachbausichere Schaltungen suchen, die mit wenigen elektronischen Bauteilen auskommen, problemlos funktionieren und Spaß machen – dann liegen Sie mit diesem Buch richtig. Hier finden Sie beispielsweise Radioempfänger für UKW, Lang- und Mittelwelle, eine akustische Illusion, ein Mini-Oszilloskop zur grafischen Anzeige von Spannungsverläufen, elektronische Orgeln, einen elektronischen Würfel mit Mikrocontroller, Gegensprechanlagen, einen Generator für Sinus-, Rechteck- und Dreiecksignale und weitere funktionssichere Schaltungen.Wenn Sie elektronische Schaltungen bauen möchten, vorerst aber lieber bei bedrahteten Bauteilen und Steckbrettern bleiben, anstatt Platinen herzustellen und Bauteile zu löten – dann liegen Sie hier richtig. Für alle Bauprojekte wird ein Steckbrett-Aufbau gezeigt und bei vielen zusätzlich ein einfacher Aufbau auf einer Universal-Leiterplatte. Zahlreiche Fotos veranschaulichen das Vorgehen. Für alle Bauteile sind mindestens zwei aktuelle Lieferanten angegeben.Wenn Ihnen der reine Nachbau etwas zu wenig geworden ist und Sie anfangen möchten, Schaltungen selber zu entwerfen und zu berechnen – dann liegen Sie hier richtig. Von ganz einfach bis etwas schwerer erfahren Sie unter anderem, wie Sie Vorwiderstände berechnen, einen Schwingkreis oder eine Spule dimensionieren, wie man die Bauteile astabiler Multivibratoren mit 2 Transistoren berechnet, wie Operationsverstärker eingesetzt werden können und wie ein Mikrocontroller funktioniert und programmiert wird. Das alles mit einfachen Formeln und vielen Beispielen.Auch wenn Sie nur wenig oder keine Erfahrung mit Elektronik haben und neu einsteigen möchten – dann liegen Sie hier richtig. Sie erfahren das Wichtigste über den praktischen Aufbau von Schaltungen, ob nun auf dem Steckbrett oder auf einer Leiterplatte, die wichtigsten Werkzeuge und natürlich über die wichtigsten elektronischen Bauteile.

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Zeitsteuerung, Scheduler, PIO und Zustandsmaschinen Multitasking ist der Schlüssel zu leistungsfähigen Embedded-Systemen, und zugleich eine der größten Herausforderungen in der Mikrocontroller-Programmierung. Dieses Buch zeigt Ihnen Schritt für Schritt, wie Sie von einem einfachen Ein-Task-Programm zu einem strukturierten, reaktionsfähigen und skalierbaren System gelangen. Dabei steht nicht nur das Wie, sondern vor allem das Warum im Mittelpunkt. Sie lernen: warum scheinbare Parallelität entsteht weshalb blockierende Programme instabil werden wie Aufgaben effizient und kontrolliert parallel ablaufen Ausgehend vom klassischen Superloop vermittelt das Buch moderne Multitasking-Strategien – von nicht-blockierender Programmierung und Tick-Systemen bis zu Task-Schedulern, Zustandsmaschinen und ereignisgesteuerten Konzepten. Der Fokus liegt auf der Praxis: Sensoren, Displays, Kommunikation und reale Anwendungen werden Schritt für Schritt integriert und mit verständlich kommentierten Beispielprogrammen erklärt. Fortgeschrittene Themen umfassen: Multicore-Programmierung mit dem Raspberry Pi Pico asynchrones Programmieren mit uasyncio RTOS-Grundlagen mit FreeRTOS die Kombination aus Multicore und RTOS Dabei werden auch die Grenzen dieser Techniken, insbesondere unter MicroPython, klar aufgezeigt. Das Buch richtet sich an ambitionierte Einsteiger und fortgeschrittene Entwickler, die Embedded-Systeme fundiert verstehen und robuste, wartbare Multitasking-Anwendungen entwickeln möchten.

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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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Die heutige Regelungstechnik hat Verknüpfungspunkte mit fast jedem technischen Gebiet. Ihre Anwendungen reichen von der Elektrotechnik über die Antriebstechnik und den Maschinenbau bis hin zur Verfahrenstechnik. Will man nun die Regelungstechnik anhand der fachlichen Regeln dieser einzelnen Gebiete erklären, so müsste man von einem Regelungstechniker verlangen, jedes Fachgebiet, in dem er Regelungen vornehmen will, fundiert zu beherrschen. Dies ist aber bei dem heutigen Stand der Technik nicht möglich. Bei der Regelung einer Antriebsaufgabe, einer Druck- oder einer Temperaturregelung tauchen Gemeinsamkeiten auf, die man mit einer einheitlichen Vorgehensweise beschreiben kann. Die Grundgesetze der Regelungstechnik gelten in gleicher Weise für alle Regelkreise, ganz unabhängig davon, wie verschieden sie im Einzelnen auch apparativ aufgebaut sein mögen. Dieses Buch richtet sich an den Praktiker, der gründlicher in die Regelungstechnik eindringen möchte, auf ausschweifende theoretische Exkursionen in die Mathematik aber gerne verzichten kann. Worauf es bei der Lösung von Regelungsaufgaben eigentlich ankommt, ist nicht die Kenntnis vieler Formeln und Rechenverfahren, sondern das Erfassen der Zusammenhänge im Regelkreis. Genau diese beschreibt das vorliegende Buch in anschaulicher Form. Parallel zur Theorie wird die Praxis von regelungstechnischen Vorgängen mit den Simulations-Tools WinFACT und Multisim ausführlich erläutert. Hiermit lassen sich sehr einfach Versuche mit regelungstechnischen Modulen und umfangreichen Messinstrumenten simulieren, Fehler aufspüren und Lösungen für die Praxis finden. Nebenbei entsteht so ein fundiertes Grundlagenwissen.

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Dieses Buch enthält eine Sammlung von Artikeln aus der Zeitschrift Elektor zum Thema „Audiotechnik". Die vorgestellten Schaltungen beschäftigen sich nicht nur mit der Klangwiedergabe, sondern beginnen dort, wo hörenswerte Aufnahmen ihren Ursprung haben: beim bezahlbaren und anspruchsvollen Mikrofon-Vorverstärker. Es folgen u. a. Endstufen, Ergänzungen zu Soundkarten und nicht zuletzt Boxen-Bauvorschläge. Dabei kommt die Theorie nur soweit zu Wort, wie sie für das Verständnis erforderlich ist. Schnell folgt alles, was zur Verwirklichung der Idee notwendig ist: genaue Baupläne mit Platinenlayout, Stückliste und Bestückungsplan, Aufbauanleitung, Beschaffungshinweise für schwer erhältliche Bauteile, Abgleichhinweise usw. Ein Leistungsverstärker, der genügend Power für Veranstaltungssäle, Diskos und Theater bietet, rundet das Angebot ab. Um die Bauvorhaben erfolgreich zu realisieren, sollten einige Grundkenntnisse im Aufbau elektronischer Schaltungen und – noch wichtiger – etwas Übung im praktischen Aufbau und im Löten vorhanden sein.

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