Dieses Buch ist eine Einführung in das hochaktuelle Gebiet der Robotik. Dabei stehen praktische Anwendungsbeispiele im Vordergrund. Neben den technischen und mechanischen Grundlagen werden die elektronischen Komponenten und Module erläutert. Eine zentrale Rolle spielt dabei der Mikrocontroller.
Für Robotik-Anwendungen haben sich zwei Controller-Boards etabliert: der Arduino und der Raspberry Pi. Dem trägt dieses Buch Rechnung und beschreibt praktische Nachbauprojekte mit diesen beiden populären Boards.
Getreu der Philosophie des „Learning by Doing“ können sich auch ambitionierte, nichtprofessionelle Anwender mit dem Lernmaterial des Buches einen Überblick über den neuesten Stand der Robotertechnik und KI verschaffen. Für praktische Anwendungen können sowohl komplette Bausätze als auch einzelne Komponenten verwendet werden. Dabei wurde stets darauf geachtet, dass die Hardware möglichst universell einsetzbar ist.
Dieser komplette Mikrocontroller-Programmierkurs auf Basis des Arduino Uno umfasst ein Lehrbuch, ein Komponenten-Kit, praxisnahe Projekte sowie einen umfassenden Online-Kurs mit Simulationen. Er eignet sich ideal für das schrittweise Erlernen der Embedded-Programmierung mit Arduino anhand eines praktischen, hands-on Ansatzes.
Eine praxisnahe Einführung in Embedded Systems mit dem Arduino Uno
Dieser Kurs richtet sich an Personen ohne Vorkenntnisse im Bereich Embedded Systems, die einen strukturierten und beispielbasierten Einstieg suchen.
Ein Kit bestehend aus LEDs und Widerständen, Schaltern, Sensoren und Aktoren, Displays, einem Breadboard und Kabeln sowie weiteren Komponenten ist enthalten. Diese werden im Kurs verwendet, um Beispielanwendungen zu veranschaulichen.
Vorkenntnisse mit Arduino oder Embedded-Entwicklung sind nicht erforderlich. Jeder Abschnitt enthält praktische Beispiele und Mini-Projekte, die wichtige Konzepte festigen und zur weiteren Vertiefung anregen. Am Ende des Kurses werden Sie nicht nur in der Lage sein, die Beispiele nachzuvollziehen, sondern auch eigene Ideen und Anwendungen umzusetzen.
Was werden Sie lernen?
Mikrocontroller-Programmierung mit Arduino unter Verwendung des Uno R3 Boards
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
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
Uno R3 Mikrocontroller-Board (+ USB-Kabel)
Buch: Programming Microcontrollers in C/C++ Using Arduino
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
Alle Programmierkurse (und Unterschiede im Inhalt)
Kurs
Arduino
Raspberry Pi Pico with Arduino C/C++
ESP32 with Arduino C/C++
Raspberry Pi Pico with MicroPython
ESP32 with MicroPython
Online-Kurs
Access to Arduino Course
Access to Pico with Arduino C/C++ Course
Access to ESP32 with Arduino C/C++ Course
Access to Pico with MicroPython Course
Access to ESP32 with MicroPython Course
Board
Uno R3
Raspberry Pi Pico
ESP32
Raspberry Pi Pico
ESP32
Buch
Programming Microcontrollers in C/C++ Using Arduino
Programming Microcontrollers in C/C++ Using Arduino
Programming Microcontrollers in C/C++ Using Arduino
Programming Microcontrollers in MicroPython
Programming Microcontrollers in MicroPython
Kit
40-teiliges Komponenten-Set
40-teiliges Komponenten-Set
40-teiliges Komponenten-Set
40-teiliges Komponenten-Set
40-teiliges Komponenten-Set
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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
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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.
Learning circuit design the fun way
Welcome to the world of electronics!
Getting started in electronics is not as difficult as you may think. Using this book, you will explore and learn the most important electrical and electronics engineering concepts in a fun way by doing various experiments and by simulating circuits. It will teach you electronics practically without getting into complex technical jargon and long calculations. As a result, you will be creating your own projects soon.
No prior knowledge of electronics is required, only some basic algebra is used in a few simple calculations. Many tested and working projects and simulations are presented to familiarise yourself with the construction of electronic circuits. Circuit simulation is introduced at an early stage to enable you to experiment with circuits easily without breaking anything.
You will learn:
The concepts of voltage, current, and power
AC and DC
Basic lamp circuits with switches
Passive components: resistors, capacitors & inductors
RC & RCL circuits
Electromagnetism
Loudspeakers, relays, buzzers, and transformers
Active components: diodes & LEDs, bipolar transistors & MOSFETs
Transistor-based switching circuits
Optocoupler circuits
Astable & monostable multivibrators
Using the 555 timer IC
The operational amplifier
Digital logic
Advanced examples: amplifiers, oscillators, filters, and sensors
Test and measurement tools
Microcontrollers: Arduino UNO, ESP32, Raspberry Pi Pico, and Raspberry Pi
Reading datasheets and best practices for selecting components
EMC & EMI and norms & regulations