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Get Cracking with the Arduino Nano V3, Nano Every, and Nano 33 IoT The seven chapters in this book serve as the first step for novices and microcontroller enthusiasts wishing to make a head start in Arduino programming. The first chapter introduces the Arduino platform, ecosystem, and existing varieties of Arduino Nano boards. It also teaches how to install various tools needed to get started with Arduino Programming. The second chapter kicks off with electronic circuit building and programming around your Arduino. The third chapter explores various buses and analog inputs. In the fourth chapter, you get acquainted with the concept of pulse width modulation (PWM) and working with unipolar stepper motors. In the fifth chapter, you are sure to learn about creating beautiful graphics and basic but useful animation with the aid of an external display. The sixth chapter introduces the readers to the concept of I/O devices such as sensors and the piezo buzzer, exploring their methods of interfacing and programming with the Arduino Nano. The last chapter explores another member of Arduino Nano family, Arduino Nano 33 IoT with its highly interesting capabilities. This chapter employs and deepens many concepts learned from previous chapters to create interesting applications for the vast world of the Internet of Things. The entire book follows a step-by-step approach to explain concepts and the operation of things. Each concept is invariably followed by a to-the-point circuit diagram and code examples. Next come detailed explanations of the syntax and the logic used. By closely following the concepts, you will become comfortable with circuit building, Arduino programming, the workings of the code examples, and the circuit diagrams presented. The book also has plenty of references to external resources wherever needed. An archive file (.zip) comprising the software examples and Fritzing-style circuit diagrams discussed in the book may be downloaded free of charge below.

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In dit boek gebruiken we JAL (Just Another Language) om de PIC-microcontroller te programmeren in 60 oefeningen. JAL is makkelijk in gebruik en is een goede basis om programmeren in andere talen snel te leren. Na het lezen en toepassen van de voorbeelden in dit boek kan iedereen die zich hierin serieus heeft verdiept met behulp van JAL zelf de microcontroller aansturen. Je leert onder meer het programmeren van timers, analoog/digitaal omzetters, comparators, pulsbreedte regeling voor motoren en geluid, LED- en LCD-scherm aansturing, USB-connectie en communicatiemogelijkheden met computers of andere microcontrollers. Ook weet je aan het eind van het boek wat je moet doen om nu nog onbekende mogelijkheden te gaan toepassen. Met deze kennis kan iedereen van beginner tot meer gevorderde zijn creativiteit vorm geven in projecten met microcontrollers. Wil je verder met leren programmeren dan legt dit boek ook een zeer goede basis. Wie goed met JAL overweg kan en zich de gestructureerde wijze van denken heeft aangeleerd, zal de stap naar andere programmeertalen zoals Python, C++ enz. kunnen maken. Ook het programmeren van minicomputers zoals de Raspberry Pi en Arduino zijn mogelijkheden. Om te starten is geen kennis van elektronica nodig. Wie niets weet van elektronica, krijgt overal in het boek de noodzakelijke kennis aangereikt. Alle belangrijke en benodigde informatie staat in de tekst.

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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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Modular and Scalable Control Systems Using Structured Text This book offers a structured and practical approach to modern PLC development using object-oriented principles. It is a guide for engineers, programmers, and students seeking to harness the power of object-oriented programming (OOP) in the context of industrial automation with PLCs. The content focuses on the CODESYS development environment and Structured Text (ST), both of which support modern programming techniques while maintaining compatibility with real-time automation requirements. Through step-by-step demos and instructional examples, it demonstrates how modular, reusable code can enhance development efficiency, simplify ongoing maintenance, and enable scalable and flexible control system architectures. Key topics include: Structured Text fundamentals: conditions, loops, arrays, and functions Object-oriented concepts: classes, methods, and inheritance Advanced techniques: polymorphism, interfaces, and access control Modular design with reusable components and structured program flow Implementation of finite state machines and scalable application design Built around instructional demos and clear explanations, this book helps readers develop maintainable and modern control software in the CODESYS environment using proven programming techniques.

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AVR Architecture and Programming An in-depth look at the 8-bit AVR architecture found in ATtiny and ATmega microcontrollers, mainly from a software and programming point of view. Explore the AVR architecture using C and assembly language in Microchip Studio (formerly Atmel Studio) with ATtiny microcontrollers. Learn the details of how AVR microcontrollers work internally, including the internal registers and memory map of ATtiny devices. Program ATtiny microcontrollers using an Atmel-ICE programmer/debugger, or use a cheap hobby programmer, or even an Arduino Uno as a programmer. Most code examples can be run using the Microchip Studio AVR simulator. Learn to write programs for ATtiny microcontrollers in assembly language. See how assembly language is converted to machine code instructions by the assembler program. Find out how programs written in the C programming language end up as assembly language and finally as machine code instructions. Use the Microchip Studio debugger in combination with a hardware USB programmer/debugger to test assembly and C language programs, or use the Microchip Studio AVR simulator. DIP packaged ATtiny microcontrollers are used in this volume for easy use on electronic breadboards, targeting mainly the ATtiny13(A) and ATtiny25/45/85. Learn about instruction timing and clocks in AVR microcontrollers using ATtiny devices. Be on your way to becoming an AVR expert with advanced debugging and programming skills.

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Dieses Buch behandelt Softwaretechniken, die es gestatten, auch anspruchsvollere Programme für AVR-Mikrocontroller zu entwickeln. Speziell wird im ersten Teil, welcher den Datenstrukturen gewidmet ist, besonders auf die Harvard-Architektur der Controller und die daraus resultierenden Programmiertechniken eingegangen. Die kleinen Arbeitsspeicher der meisten AVR-Controller erfordern immer wieder angepasste Implementierungsmethoden, davon werden einige im Buch vorgestellt, beispielsweise die verdichtete Speicherung und das Sortieren kurzer Zahlenfolgen mit Sortiernetzwerken. Die Implementierung der Buddy-Methode zur Arbeitsspeicherverwaltung zeigt, dass bei der Programmierung von AVR-Controllern nicht nur simple Algorithmen verwendet werden können.Im zweiten Teil des Buches wird die Arithmetik der Controller analysiert. Diese Analyse ist aber kein Selbstzweck, denn sie führt auf Programmiertechniken, die ohne sie nur schwer zu erlangen oder zu erklären wären. Ferner wird eine Fixkommaarithmetik entwickelt, die der Rechenleistung der Controller in vielen Fällen besser angepasst ist als eine rechenleistungsintensive Fließkommaarithmetik. An zwei Beispielen wird gezeigt, wie auf dieser Basis auch höhere Funktionen implementiert werden können.Für die Programme wird durchweg der AVR-Assembler eingesetzt, der kostenlos zur Verfügung steht. Der Simulator, welcher Teil der Programmierumgebung ist, der auch der Assembler angehört, gestattet es, die Programme des Buches nachzuvollziehen oder mit ihnen zu experimentieren, ohne einen echten Controller einzusetzen.

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A Project-Based Introduction to Microcontrollers and Drone Control A Practical Introduction to Embedded Systems with the ESP32 This book is intended for readers who are new to embedded systems and looking for a structured, example-driven way to begin. If you’ve explored general-purpose electronics or Arduino-based resources but found them too broad or lacking in practical application, this guide offers a more focused alternative. With a small, affordable set of components – such as LEDs, sensors, an OLED screen and a motion sensor – you’ll build and work with the same hardware setup throughout the book. This allows you to focus on learning and experimenting without constant reconfiguration. Topics include: Understanding and programming the ESP32 microcontroller Using the Arduino IDE to write and deploy code Exploring cyber-physical systems, culminating in basic drone control No prior experience with Arduino or embedded development is required. Each section includes hands-on examples and mini-projects designed to reinforce core concepts and encourage deeper exploration. By the end, you’ll be equipped not only to reproduce the book’s examples, but also to extend them toward your own ideas and applications. Whether your interest is in learning embedded programming, building interactive systems, or exploring educational drone control, this book provides a clear and practical path to getting started.

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Das Buch ist im Wesentlichen zweigeteilt: Im ersten Teil werden Techniken vorgestellt, mit denen parallele Programmabläufe realisiert werden können. Diese reichen von der einfachen automatischen Ablaufsteuerung eines Hintergrundprozesses durch Interrupts bis zur Implementierung eines an die beschränkten Möglichkeiten von AVR-Mikrocontrollern angepassten RTOS. Die Realisierung von Hintergrundprozessen lässt sich auf bequeme Weise mit Interrupts durchführen. Auf die Probleme der Synchronisierung mit Hintergrundprozessen wird ausführlich eingegangen. Interrupts werden zwar auch in ihrer „natürlichen“ Umgebung vorgestellt, aber es werden auch „exotische“ Einsätze von Interrupts beschrieben, z. B. der Einsatz eines Timer-Interrupts als Programmschleifenzähler. Dass sinnvolles Multitasking auch für die kleineren Mikrocontroller der AVR-Serie möglich ist, wird mit Kleinsystemen demonstriert, die auch auf einem ATtiny2313 ablaufen können. Für Controller mit besserer Ausstattung ist das System SLIMOS gedacht – in dem Prozesse dynamische Objekte sind – in dem Prozesse mit Semaphoren und Ereignissen synchronisiert werden können – welches Interrupts als Ereignisse integriert und eine Zeitablaufsteuerung für inaktive Prozesse besitzt.Der zweite Teil des Buches ist der Numerik gewidmet. Höhepunkt ist die Implementierung einer AVR-freundlichen Fließkommaarithmetik, die dennoch den Standard IEEE 754 soweit umsetzt, wie das bei den kleinen AVR-Prozessoren sinnvoll erscheint. Der Vorstellung und Erläuterung dieses Standards ist ein eigenes Kapitel gewidmet. Zusätzlich gibt es noch ein vorbereitendes Kapitel, in dem die Grundbegriffe der Fließkommaarithmetik erklärt werden, das aber auch esoterische Aspekte erläutert, wie etwa das vom Standard geforderte Rechnen mit Unendlichkeiten. Ein weiteres Kapitel beschreibt die Erzeugung von Zufallszahlen. Es wird gezeigt, wie Zufallszahlen mit diskreter Verteilung, Gleichverteilung, Exponentialverteilung und Normalverteilung berechnet werden können. Sie werden als sehr schnelle Versionen in Fixkommaarithmetik bereit gestellt, woraus dann Fließkommaversionen entwickelt werden. Ein Beispiel für ihren Einsatz ist im Simulationsabschnitt des SLIMOS-Kapitels zu finden.Der Anhang bietet u. a. eine sehr AVR-freundliche Realisierung der Methode von Fletcher und die Implementierung von Funktoren, die elegante Problemlösungen gestatten.Alle Programme sind so ausführlich erläutert und kommentiert, dass der Leser keine Schwierigkeiten damit haben dürfte, sie an eigene Bedürfnisse anzupassen. Der für alle Programme verwendete Assembler wird vom Hersteller der AVR-Mikrocontroller kostenlos zur Verfügung gestellt.Band 2 ist als gedrucktes Buch erhältlich: Systemprogrammierung II für AVR-Mikrocontroller

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Practical Guide to Modular RF Design Build Your Own Software-Defined Radio combines RF circuitry with hardware programming and PC-based signal processing. The e-book presents a modular approach to building a complete SDR system using RF Bricks – from the mechanical framework and RF modules to measurement tools, PC software, and FPGA implementations. Practical explanations guide readers through real signal paths, construction steps, and measurement routines, linking hardware and software into a flexible SDR platform. Key topics include: Mechanical setup: RF Brick template, chassis, and 19-inch module carrier Bridges: USB isolator, I²C level shifter, I²C power switch, and practical examples Signal-chain design with RF Bricks: antennas, band filters, NanoVNA work, preamplifiers, PLLs, demodulators, direct-conversion chains, multiband options, and narrowband bricks RF measurement Bricks: single- and dual-tone sources, NPR methods, noise generators, notch filters, broadband amplifiers, and impedance bridges Useful accessories: ATU-100 tuner, X-Phase QRM eliminator, and firmware notes PC host software: SoapyAudio adjustments, GQRX, SDR++, and added functionality GnuRadio elements: control blocks, SSB demodulation, GUI components, messaging, and filter handling FPGA-based SDR: VHDL, toolchains, ADC/DAC blocks, oversampling, and a complete SSB/CW signal chain With its modular structure and detailed working examples, this e-book offers a practical path to building and extending modern SDR systems. Downloads Software

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From basics to flows for sensors, automation, motors, MQTT, and cloud services This book is a learning guide and a reference. Use it to learn Node-RED, Raspberry Pi Pico W, and MicroPython, and add these state-of-the-art tools to your technology toolkit. It will introduce you to virtual machines, Docker, and MySQL in support of IoT projects based on Node-RED and the Raspberry Pi Pico W. This book combines several elements into a platform that powers the development of modern Internet of Things applications. These elements are a flow-based server, a WiFi-enabled microcontroller, a high-level programming language, and a deployment technology. Combining these elements gives you the tools you need to create automation systems at any scale. From home automation to industrial automation, this book will help you get started. Node-RED is an open-source flow-based development tool that makes it easy to wire together devices, APIs, and online services. Drag and drop nodes to create a flowchart that turns on your lights at sunset or sends you an email when a sensor detects movement. Raspberry Pi Pico W is a version of the Raspberry Pi Pico with added 802.11n Wi-Fi capability. It is an ideal device for physical computing tasks and an excellent match to the Node-RED. Quick book facts Project-based learning approach. Assumes no prior knowledge of flow-based programming tools. Learn to use essential infrastructure tools in your projects, such as virtual machines, Docker, MySQL and useful web APIs such as Google Sheets and OpenWeatherMap. Dozens of mini-projects supported by photographs, wiring schematics, and source code. Get these from the book GitHub repository. Step-by-step instructions on everything. All experiments are based on the Raspberry Pi Pico W. A Wi-Fi network is required for all projects. Hardware (including the Raspberry Pi Pico W) is available as a kit. Downloads GitHub

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For Raspberry Pi, ESP32 and nRF52 with Python, Arduino and Zephyr Bluetooth Low Energy (BLE) radio chips are ubiquitous from Raspberry Pi to light bulbs. BLE is an elaborate technology with a comprehensive specification, but the basics are quite accessible. A progressive and systematic approach will lead you far in mastering this wireless communication technique, which is essential for working in low power scenarios. In this book, you’ll learn how to: Discover BLE devices in the neighborhood by listening to their advertisements. Create your own BLE devices advertising data. Connect to BLE devices such as heart rate monitors and proximity reporters. Create secure connections to BLE devices with encryption and authentication. Understand BLE service and profile specifications and implement them. Reverse engineer a BLE device with a proprietary implementation and control it with your own software. Make your BLE devices use as little power as possible. This book shows you the ropes of BLE programming with Python and the Bleak library on a Raspberry Pi or PC, with C++ and NimBLE-Arduino on Espressif’s ESP32 development boards, and with C on one of the development boards supported by the Zephyr real-time operating system, such as Nordic Semiconductor's nRF52 boards. Starting with a very little amount of theory, you’ll develop code right from the beginning. After you’ve completed this book, you’ll know enough to create your own BLE applications.

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Atmel AVR ist eine 8-bit-Mikrocontroller-Familie des Herstellers Atmel. Diese Controller sind wegen ihres einfachen Aufbaus, ihrer leichten Programmierbarkeit, den kostenlosen Entwicklungswerkzeugen und der Verfügbarkeit in DIP-Gehäuseformen auch bei Elektronikern und Makern äußerst beliebt. Darüber hinaus sind diese Controller bereits ab zwei Euro erhältlich. Im Arduino Uno-Board wird der ATmega328 verwendet. AVR-Programmierung für Quereinsteiger besteht aus zwei Teilen. Im ersten Teil wird in einfachen Worten erklärt, wie eine MCU (= Micro Controller Unit) im Detail arbeitet. Dem folgt eine Einführung in die Programmiersprache C. Anschließend taucht der Leser im zweiten Teil des Buches in die Welt der Register und ihre Bits ein. Dort findet man auch ein umfangreiches Glossar aller Register- und Bit-Namen. Das Buch dient somit auch als Nachschlagewerk, wenn man sich durch das Datenblatt oder andere Texte arbeiten muss. Das Buch wendet sich an alle, die bisher mit dem Arduino programmiert haben und nun nach technischen Möglichkeiten und Wegen suchen, ihre Elektronik- und Programmierkenntnisse zu erweitern. Dazu eignet sich die AVR-Programmierung im besonderen Maße.

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