Inhalt: USB sucht Anschluss AVR-Entwicklungsumgebung für Einsteiger unter Linux Eine Handvoll Computer: Lüfterloser Mini-PC für unter 100 Dollar Marktübersicht Evaluierungsboards und Starterkits Pimp my Router Display sucht Anschluss: LCD-Anzeige am USB-Port Unterverteiler: Power-Management-Lösung für Mikrocontroller-Schaltungen Debug-Welten: On-Chip Debugging vs. In-Circuit Emulation Die Grundlagen des I²C-Busses Kalte Luft: Was man über Lüfter wissen sollte Wie spät? DCF-77 PSoC-Decoder Kurz notiert: Interessantes aus der Welt der Mikroelektronik Weitere Hefte aus dieser Reihe: Mikrocontroller 7 (PDF) Mikrocontroller 6 (PDF) Mikrocontroller 5 (PDF) Mikrocontroller 4 (PDF) Mikrocontroller 2 (PDF) Mikrocontroller 1 (PDF)
The Internet of Things (IoT) is a new concept in intelligent automation and intelligent monitoring using the Internet as the communications medium. The “Things” in IoT usually refer to devices that have unique identifiers and are connected to the Internet to exchange information with each other. Such devices usually have sensors and/or actuators that can be used to collect data about their environments and to monitor and control their environments. The collected data can be processed locally or it can be sent to centralized servers or to the cloud for remote storage and processing. For example, a small device at the size of a matchbox can be used to collect data about the temperature, relative humidity and the atmospheric pressure. This data can be sent and stored in the cloud. Anyone with a mobile device can then access and monitor this data at any time and from anywhere on Earth provided there is Internet connectivity. In addition, users can for example, adjust the central heating remotely using their mobile devices and accessing the cloud.
This book is written for students, for practising engineers and for hobbyists who want to learn more about the building blocks of an IoT system and also learn how to setup an IoT system using these blocks.
Chapter 1 is an introduction to the IoT systems. In Chapter 2, the basic concepts and possible IoT architectures are discussed. The important parts of any IoT system are the sensors and actuators and they are described briefly in Chapter 3. The devices in an IoT system usually communicate with each other and the important aspect of IoT communication is covered in Chapter 4. Chapter 5 proceeds with the features of some of the commonly used development kits. One of these, the Clicker 2 for PIC18FJ manufactured by mikroElektronika, can be used as a processor in IoT systems and its features are described in detail in Chapter 6. A popular microcontroller C language, mikroC Pro for PIC gets introduced in Chapter 7. Chapter 8 covers the use of a click board with the Clicker 2 for PIC18FJ development kit. Similarly, the use of a sensor click board is described as a project in Chapter 9, and an actuator board in Chapter 10. Chapters 11 and 12 cover Bluetooth and Wi-Fi technologies in microcontroller based systems, and the remaining chapters of the book demo the creation of a simple Wi-Fi based IoT system with cloud-based data storage.
This book has been written with the assumption that the reader has taken a course on digital logic design and has been exposed to writing programs using at least one high-level programming language. Knowledge of the C programming language will be very useful. Also, familiarity with at least one member of the PIC series of microcontrollers (e.g. PIC16 or PIC18) will be an advantage. The knowledge of assembly language programming is not required because all the projects in the book are based on using the C language. If you are a total beginner in programming you can still access the e-book, but first you are advised to study introductory books on microcontrollers.
Pfiffige Projekte zum Messen, Steuern und Regeln
Der Raspberry Pi dominiert seit vielen Jahren die Maker-Szene. Frei verfügbare I/O-Pins erfordern ihn aller Zeiten zu einem der beliebtesten Prozessorboards. Allerdings verfügt der klassische Raspberry Pi über keinerlei Analogeingänge. Eine direkte Messung analoger Werte ist damit nicht möglich. So können weder Photodioden noch NTCs oder Hallsensoren etc. unmittelbar ausgelesen werden. Zudem sind die Pins direkt, d. H. ohne Treiber oder Schutzschaltung, mit den freiliegenden Kontakten verbunden. Dadurch kann der zentrale Controller und damit der gesamte Raspberry Pi schnell zerstört werden.
Mit dem Pico können diese Probleme elegant gelöst werden. Er kann als sogenanntes „Frontend“ problemlos verschiedene Messaufgaben übernehmen. Zudem ist der Pico deutlich preisgünstiger als ein klassischer Raspberry Pi 4. Falls eine Fehlbeschaltung zur Zerstörung des Pico führt, ist dies vor allem für nicht-professionelle Anwender relativ leicht zu verkraften. Der klassische Raspberry Pi und der Pico werden so zum idealen Duo.
Das Buch führt entsprechend in das weite und hochaktuelle Gebiet der modernen Controllertechnik anhand der beiden Boards „Raspberry Pi 4“ und „Raspberry Pi Pico“ ein. Neben einer tiefergehenden Einführung in die Arbeits- und Funktionsweise des Controllerboards selbst wird insbesondere auch auf die Messwerterfassung und -verarbeitung mit digitalen Prozessoren eingegangen. Insbesondere die Kombination beider Systeme bietet vielfältige und hochinteressante Möglichkeiten.
Praktische Projekte aus dem Inhalt:
USB-Verbindung zwischen Raspberry Pi 4 und Pico
I²C-Kommunikation und Pico als I²C-Device
Voltmeter und Computerthermometer
Pico W als Web-Server und WLAN-Scanner
Frequenzmesser und -generatoren
OLED-Displays an Pico und Raspberry Pi 4
Energiesparmonitor
Welche Astronauten sind im Orbit?
Mini-Monitor für den aktuellen Bitcoin-Kurs
Dit boek is een naslagwerk met praktijkgeoriënteerde formules en tabellen – en geen leerboek met uitvoerige uitleg. De schrijver heeft ook voor gecompliceerde vraagstukken handzame verklaringen, benaderingsformules en rekenvoorbeelden ontwikkeld zonder daarbij zijn toevlucht tot simplificaties te nemen. De logische indeling in 10 hoofdstukken vergemakkelijkt het opzoeken en vinden van de gewenste thema’s. In elk hoofdstuk treft u steeds de vereiste wis- en natuurkundige formules aan alsmede de belangrijkste tabellen.
Gelijkstroomkringen (inclusief de beginselen van de elektrotechniek)
Wisselstroomkringen
Dioden (berekeningen, toepassingen en gelijkrichtschakelingen)
Bipolaire transistoren
Veldeffecttransistoren (met schemavoorbeelden en berekeningen)
Speciale componenten (zoals PTC, NTC, VDR)
Operationele versterkers en hun basisschakelingen
Vermogenselektronica
Meettechniek (nauwkeurigheid, correcties, analoge en digitale meetapparaten)
Digitale technieken en binaire signaalwaarden
De verzameling formules omvat alle belangrijke details voor ingenieurs en technici in de elektrotechniek en elektronica die zich met onderzoek, ontwikkeling en service bezig houden. Daarnaast is het echter ook bedoeld als naslagwerk voor studenten en docenten in het technisch (beroeps)onderwijs – en zeker ook voor de serieuze hobbyist.
Open-Source-Code mit Arduino IDE und PlatformIO
Autonomes Fahren: GPS, Accelerometer, Gyroskop
PS3-Controller
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.
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
Retro Radio is een praktijkboek voor beginners en uitermate geschikt voor iedereen die wel eens een radio zou willen bouwen en meer wil weten over de radiotechniek. Na een inleiding in de beginselen van de techniek en de radio-ontvangst op de korte golf komen een aantal eenvoudige radio-ontwerpen aan bod. Het gaat om radio’s voor de middengolf en korte golf, waarbij de KG radio’s geschikt zijn voor de ontvangst van Single Side Band signalen.
Het “retro” karakter dankt het boek aan het feit dat de gepubliceerde schakelingen klassiekers zijn uit de analoge radiotechniek. Ze zijn geïnspireerd door schakelingen uit de jaren ’50 en de begintijd van de radiotechniek. De auteur grijpt terug op de radio in zijn meest elementaire vorm. Al het “overbodige” is uit de schakelingen weggelaten. Er wordt gewerkt met spoelen, afstemcondensatoren, keramische filters en spoelfilters. Alle schakelingen zijn gebouwd met gewone transistors en een veldeffecttransistor. Elektronische chips worden niet gebruikt. Overigens is aan de nieuwste ontwikkelingen niet helemaal voorbij gegaan. Er is ook een SDR ontwerp opgenomen.
Een greep uit de schema’s: een kristalradio, verschillende middengolf ontvangers (ook met een radiobuis), een “oer” schema geïnspireerd door de begintijd van de radio, twee korte golf ontvangers met SSB (2-12 MHz en 6-17 MHz) en een ontvanger voor de 80 meter band. Verder is in dit boek bijzonder veel aandacht besteed aan de praktische constructie van de radio’s en zijn er verschillende eenvoudige meetapparaten beschreven die dienst kunnen doen bij het ontwerpen en testen van radio’s (meetzender, absorptiemeter, transistortester e.d.).
Das Programmpaket Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench (oder kurz LabVIEW) ist ein international anerkannter Standard zur Entwicklung und Gestaltung von Messgeräten und Prozesssteueroberflächen. Seine Universalität konfrontiert den LabVIEW-Einsteiger allerdings mit einer unübersichtlichen Vielfalt von Funktionen, die er ohne fundierte Anleitung kaum überblicken kann.
Hier setzt diese neue mehrteilige Lehrbuchreihe an: Von Grund auf werden in einfach nachvollziehbaren Schritten der Aufbau, die Struktur und die Verwendung von LabVIEW erklärt, in praktischen Beispielen dargestellt und mit Übungen vertieft. Die notwendigen Vorkenntnisse sind äußerst gering, die erreichbaren Ergebnisse dagegen äußerst sehenswert.
Der erste Band erläutert die Grunddatentypen und die zugehörigen numerischen Grundfunktionen ebenso ausführlich wie die elementaren Programmstrukturen.
Im folgenden Band liegt der Schwerpunkt bei der Kopplung beliebiger Mikrocontrollersysteme über die serielle (USB-)Schnittstelle an den PC und an LabVIEW.
Im dritten Band stehen Entwurf und Betrieb kompletter MSR-Systeme mit Hard- und Softwarekomponenten der wichtigsten Messtechnikhersteller im Vordergrund, einschließlich Fernsteuerung, -überwachung und -diagnose über das Internet oder WLAN-Systeme.
Diese Lehrbuchreihe richtet sich an Schüler/Auszubildende technischer Bildungseinrichtungen, an Studenten von Fachhochschulen/Universitäten und an den engagierten Praktiker in der Industrie oder im privaten Bereich.
Maîtrise de la puce RP2040 avec plus de 60 projets à réaliser et à programmer
Les cartes Raspberry Pi Pico et Pico W sont animées par un microcontrôleur ARM Cortex M0+ RP2040 à double coeur, rapide, efficace et peu coûteux, qui fonctionne jusqu'à 133 MHz et dispose de 264 Ko de SRAM et de 2 Mo de mémoire Flash. Outre une vaste mémoire, le Pico et le Pico W disposent de nombreuses broches GPIO et d'interfaces telles que CA/N, SPI, I²C, UART, MLI, de fonctions de temporisation, d'une interface de débogage matériel et d'un capteur de température interne.
La carte Raspberry Pi Pico W comporte en plus une puce CYW43439 Bluetooth et Wi-Fi d'Infineon. Au moment de la rédaction de ce livre, le micrologiciel Bluetooth pour le Pico W n'était pas encore disponible. Le Wi-Fi à 2,4 GHz est toutefois entièrement pris en charge avec les protocoles 802.11b/g/n.
Ce livre est une introduction à l'utilisation du Raspberry Pi Pico W avec le langage de programmation MicroPython. Les quelque soixante projets testés et opérationnels sont présentés à l'aide de l'environnement de développement intégré (EDI) Thonny. Les sujets abordés sont nombreux :
Installation de MicroPython sur le Raspberry Pi Pico depuis un PC
Interruptions de l'horloge et interruptions externes
Convertisseur analogique-numérique (CA/N)
Capteurs de température interne et externe
Capteurs externes (pression, humidité, pouls, à ultrasons)
Enregistrement de données
MLI, UART, I²C et SPI
Bluetooth, Wi-Fi et applis sur smarphone
Convertisseur numérique-analogique (CN/A)
Tous les projets ont été testés et éprouvés. Ils peuvent être mis en oeuvre sur le Raspberry Pi Pico ainsi que sur le Raspberry Pi Pico W. Toutefois les projets avec une liaison Wi-Fi ne fonctionnent que sur le Pico W. Une petite expérience en programmation et en électronique est nécessaire pour suivre les projets. De brèves descriptions, des schémas fonctionnels, des schémas détaillés du câblage des montages et des listings MicroPython complets sont fournis pour tous les projets.
Praktischer Einstieg mit Arduino, GnuRadio und FPGA
Das Thema „Software Defined Radio“ ist facettenreich: Neben der Schaltungstechnik ist auch eine Einarbeitung in die Programmierung von Hardware und PC wichtig. Ein schrittweises Vorgehen erleichtert Ihnen den Einstieg. Mit dem im Buch vorgestellten modularen „RF Bricks“-Konzept werden Sie zum Architekten Ihrer Signalkette. Auf einem Chassis angeordnet gewährleisten die Module einen soliden und gut abgeschirmten Aufbau, den Sie einfach verändern und mit eigenen Ideen anreichern können.
Der skalierbare Aufbau bildet Ihr Blockschaltbild auch mechanisch ab – die so gewonnene Übersicht kann in der Aus- und Weiterbildung nützlich sein. Ein Arduino in Ihrem Chassis kommuniziert nach einigen Anpassungen mit üblichen SDR-Programmen, z. B. SDRCPP, GQRX und CubicSDR auf einer Linux-Plattform. Damit können Sie Ihren Empfänger direkt per Mausklick abstimmen.
Wenn Sie Blockschaltbilder mögen, ist GnuRadio ein natürlicher Partner der „RF Bricks“. Mit einem selbst programmierten Python-Block gelingt Ihnen in GnuRadio die Fernsteuerung Ihres Empfängers. Im GnuRadio-Universum können Sie Ihre GUI stufenweise ausbauen, behalten dabei aber immer volle Kontrolle über die inneren Abläufe des Programms.
Mit einem FPGA können zeitaufwändige Operationen auch direkt in die Hardware verlagert werden. Sie bauen stufenweise einen Doppelsuperhet auf und entwickeln die Filterkoeffizienten für FIR-Filter mit Scilab. Das in VHDL realisierte Weaver-Schema rundet diesen Empfänger ab, der mit hoher Empfindlichkeit und Dynamik aufwarten kann.
Mit dem gewonnen Überblick und Ihrer neuen Hardware können Sie die einzelnen Aspekte des Themenkomplexes SDR beliebig weiter vertiefen.
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