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Der ideale Start für alle, die in die Welt der Elektronik und Mikrocontroller eintauchen möchten! Dieses Sonderheft vermittelt auf verständliche und praxisnahe Weise die Grundlagen der Elektronik – kombiniert mit spannenden Projekten rund um den beliebten Arduino. Statt trockener Theorie bietet dieses Heft viele leicht nachvollziehbare Experimente, die auf einem Steckboard und mit einem Arduino Uno umgesetzt werden können. So lernen Sie Schritt für Schritt, wie elektronische Bauteile funktionieren und wie Sie sie gezielt einsetzen, um eigene Projekte zu entwickeln. Enthaltene Projekte Strom & Spannung: Wie alles begann Arduino-Hardware Arduino-Programmierung Der Stromkreis Mit dem Multimeter messen Schaltpläne und Experimentier boards Schaltpläne erstellen Breadboard ansichten mit Fritzing Schaltungen online simulieren Unverzichtbar: Widerstände (Teil 1) Praxis mit Widerständen (Teil 2) Veränderliche Widerstände Dioden: Einbahnstraße für den Strom Der Transistor-Schalter Elektromagnetismus Relais und Motoren OpAmps: Operationsverstärker Kondensatoren Timer NE555 PWM und analoge Werte mit Arduino 7-Segment Temperatur anzeige Einführung ins Löten und LCDs

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1-Wire ist die Bezeichnung für eine serielle Schnittstelle, die mit nur einer Datenader auskommt. Es ist ein Master-Multi-Slave-Kommunikationsprotokoll. Verfügbar sind integrierte Bausteine zur Temperaturmessung, Akkuüberwachung, Echtzeituhr und beispielsweise Hotelschließanlagen. Eine Besonderheit von 1-Wire-Geräten ist die Spannungsversorgung aus der Gegenstation, hierbei erfolgt die Versorgung der Slaves über die Datenleitung. Der Leser erhält mit „Das 1-Wire-Praxisbuch“ eine umfassende Einführung in die 1-Wire-Technologie. Das Buch zeigt anhand praktischer Projekte zum Nachbauen, wie man verschiedene verfügbare 1-Wire-Chips in eigene Mikrocontroller-gesteuerte Anwendungen integrieren kann, und zwar mit Assembler-Software-Implementierungen für PIC-Mikrocontroller und mit Sketches für den Arduino. Die 1-Wire-Technik kommt in dem Buch praxisnah bei einem elektronischen Schloss zum Einsatz, das von einem PIC-Mikrocontroller gesteuert wird. Ein weiteres Praxisprojekt erläutert Schritt für Schritt, wie beispielsweise eine ständige Temperaturmessung mit 1-Wire-Bausteinen möglich ist.

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Schon jeder hat erlebt, dass bei medizinischen Untersuchungen nicht ausreichend erklärt wird, was durch und mit den eingesetzten Geräte konkret vor sich geht. Dieses Buch kann hier unterstützend eingreifen und beschreibt auf verständliche Weise, wie die Medizintechnik funktioniert. Sowohl diejenigen, die nur eine oberflächliche Erklärung suchen als auch der Personenkreis, der etwas tiefer ins Details gehen will, finden in diesem Buch eine Antwort auf viele Fragen. Zunächst werden die biologischen Grundlagen soweit erklärt, wie sie für das weitere Verständnis nötig sind. Danach wird auf die biologische Messtechnik und die Messaufnehmer sowie auf die elektronische Verarbeitung eingegangen. Gerüstet mit diesem Wissen folgt dann die Beschreibung verschiedener Anwendungen (z. B. EKG, EEG, EMG, Biofeedback) anhand einfacher Schaltungen. Weitere Anwendungen, wie beispielsweise die Kernspintomografie und Bestrahlungen, runden das Buch ab. Wer sich dieser Thematik auf eine eher spielerische Art und Weise annähern möchte, findet hier ein eigenes Kapitel, in dem faszinierende parapsychologische Effekte anhand von telekinetischen Anwendungen vorgestellt werden, wie z. B. eine gedankenmanipulierte Eisenbahnsteuerung.

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Modelle für 3D-Druck, CNC-Fräsen, Prozesskommunikation und Dokumentation erstellen Das Design dreidimensionaler Modelle mit Werkzeugen wie Blender oder 3D Studio Max ist eine Aufgabe, die ingenieurwissenschaftlich begabte Personen nur allzu gern delegieren. OpenSCAD wählt einen erfrischend anderen Zugang. Anstatt ein Objekt als Punktwolke zu betrachten, schreibt der Modellerzeuger in einer an JavaScript erinnernden Sprache ein Programm. Dieses beschreibt die zu erzeugende Geometrie als eine Serie von Arbeitsschritten. Dreidimensionale Modelle entstehen so in einem Workflow, der an die Entwicklung klassischer ingenieurwissenschaftliche Güter erinnert. Wegen der Nähe zur manuellen Fertigung mit Werkzeug ist das ein Prozess, der Ingenieuren gut in die Hände spielt. Aber Achtung: trotz der Einfachheit der Syntax ist OpenSCAD kein primitives Modellierungsprogramm. Umfangreiche Scriptingmöglichkeiten sorgen dafür, dass sich die Modelle dynamisch an geänderte Situationen anpassen. Dieses Lehrbuch demonstriert die Möglichkeiten von OpenSCAD anhand praktischer Beispiele. Freuen Sie sich auf Ersatzknöpfe für ein LeCroy-Oszilloskop, Garderobenstangenhalter, einen Halter für Seifenspender und diverse andere Beispiele aus dem realen Leben. Der mit mehr als 15 Dienstjahren Erfahrung ausgestattete Autor entwickelte dieses für Linux und Windows gleichermaßen geeignete Buch explizit für informatikaffine Personen. Wenn Sie mit irgendeiner Programmiersprache Erfahrung haben, ist dieses Buch ihr Weg zum schnellen und unbürokratischen Erzeugen dreidimensionaler Modelle.

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Aus der Reihe "Stromversorgung ohne Stress" (Band 1) 2., überarbeitete und erweiterte Auflage Eines haben alle elektronischen Schaltungen und Geräte gemeinsam: Ihre Funktion hängt von der Stromversorgung ab. Deshalb muss dieser Baugruppe besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Dieses Buch beinhaltet Grundlagen und Schaltungen der Stromversorgungstechnik für elektronische Geräte aus der Praxis. Dem aktuellen Trend folgend behandelt der Autor insbesondere die mobile Stromversorgungstechnik sowie die Schaltnetzteiltechnik. Dabei wird berücksichtigt, dass Stromkonstanter gegenüber Spannungskonstantern zunehmend an Bedeutung gewinnen. Im Buch finden sich die notwendigen Grundlagen zum Bau eigener Stromversorgungsgeräte und -baugruppen. Außerdem enthält es ganz praktische Anwendungsbeispiele, z. B. für den Ersatz defekter Netztransformatoren, für die mobile Stromversorgung auf Fahrradtouren oder für den Betrieb von LEDs. Diese zweite Auflage wurde gründlich überarbeitet, Fehler wurden behoben und einige Ergänzungen vorgenommen. Der Autor Franz Peter Zantis ist Energieanlagenelektroniker und Ingenieur der Nachrichtentechnik. In einem Forschungsprojekt hat er sich ausführlich mit der Stromversorgung eigensicherer Geräte auseinandergesetzt und zahlreiche Beiträge zum Thema Schaltnetzteile veröffentlicht.

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Das Interesse an Röhrenschaltungen ist wach... Gerade im Audiosektor gibt es nach wie vor eine beträchtliche Gruppe ernstzunehmender Fachleute (darunter viele Musiker), die von der klanglichen Überlegenheit neuer und auch alter Röhrentechnologie überzeugt sind. Röhrenverstärker – chromblitzende, z.T. äußerlich ungewöhnlich gestylte Geräte, in denen nicht nur viel elektronisches, mindestens genauso viel handwerkliches Know How steckt – sind für sie "State of the Art" der Klangreproduktion. Wer's nicht glaubt: ein Gang über diverse Audio-Messen ("High-End") überzeugt; sowohl einige der renommierten Großanbieter deutscher, amerikanischer und japanischer Provinienz als auch kleine (aber feine) Firmen bieten Röhrenverstärker. Exzellente, in Handarbeit gefertigte Geräte, seien optisch und klanglich, davon sind Röhrenanhänger fest überzeugt, selbst durch transistorisierte "High-Ender" nun einmal nicht zu schlagen. Alles hat seine Geschichte... Die Grundlagen moderner Reproduktionstechnik, das gilt für beide Verstärkertypen gleichermaßen, reichen mittlerweile rund sechzig bis siebzig Jahre zurück in die Zeit, als die Entwicklung und der Einsatz der ersten Kinoverstärker mit dem Aufkommen des Tonfilms realisiert wurden. Wichtige Impulse gab dabei die Vervollkommnung der Aufnahme- und Wiedergabewandler für die Verstärker, die möglichst verzerrungsarm (oder besser das, was man damals darunter verstand) ein relativ breites Frequenzband verarbeiten mussten. Auf der Suche nach Perfektion waren die 40er- und 50er-Jahre besonders bedeutsam: in dieser Zeit wurden Forderungen formuliert und Standards gesetzt, auf denen letztlich unsere modernen Qualitätsanforderungen im Audiobereich basieren. Dieses Buch wirft einen Blick mit den Schwerpunkten Erfindung der Elektronenröhre Entwicklung der Röhren-Audiotechnik und einer kommentierten Schaltungsdokumentation auf eben diese Geschichte der Reproduktionstechnik in der Röhrenära.

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Pfiffige Lösungen mit Arduino Pro Mini und ATmega328-Boards Mit einem einfachen Arduino Pro Mini Board und ein paar weiteren Bauteilen lassen sich heute für wenig Geld Projekte realisieren, die vor 20 oder 30 Jahren noch undenkbar waren oder ein kleines Vermögen gekostet hätten. Von einfachen LED-Effekten bis zur Ladestation – die den Akku auf Herz und Nieren prüft – ist in diesem Buch vieles dabei. Als Mikrocontroller dient bei allen beschriebenen Projekten der ATmega328, der mit seinen 20 Ein- und Ausgangsleitungen unzählige Möglichkeiten zum Messen, Schalten und Steuern bietet. Mit einem 7-Segment-Display und ein paar Widerständen lässt sich daraus z. B. ein Voltmeter bauen oder mittels NTC ein Thermometer. Die Arduino-Plattform bietet dabei die perfekte Entwicklungsumgebung zum Programmieren der Boards. Neben den ganz konkreten Projekten soll das Buch aber auch das nötige Wissen vermitteln, um eigene Ideen zu realisieren. Wie misst man was? Welches ist der geeignete Transistor, um verschiedene Verbraucher zu schalten? Wann ist man mit einem IC besser bedient, oder wie schaltet man Netzspannung? Auch batteriebetriebene Projekte mit LilyPad sind ausführlich thematisiert. Ebenso vielerlei Motoren, vom einfachen Gleichstrommotor bis zum Schrittmotor. Sensoren sind ein weiteres spannendes Thema. Nur zwei Beispiele: Mit einem winzigen Bauteil lässt sich tatsächlich messen, dass der Luftdruck am Fußboden höher ist als auf Tischhöhe. Mit einem simplen Infrarot-Empfänger kann man ausgedienten Fernbedienungen ein zweites Leben schenken und die Wohnung damit steuern.

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Projekte mit Arduino Uno und Raspberry Pi In diesem Buch werden Anwendungen von Arduino Uno und Raspberry Pi 4 in praxisnahen Projekten auf Basis von CAN-Bus detailliert beschrieben. Durch den Einsatz von entweder Arduino Uno oder Raspberry Pi in Verbindung mit handelsüblichen CAN-Bus-Schnittstellenmodulen werden die Entwicklung, Fehlersuche und Fehlerbeseitigung sowie die Überprüfung von Projekten auf CAN-Bus-Basis erheblich erleichtert. Dieses Buch richtet sich an jeden, der mehr über den CAN-Bus lernen möchte und mit den Grundlagen der Elektronik vertraut ist. Hilfreich ist auch, Erfahrungen mit den Programmiersprachen C und Python sowie mit der Programmierung von Arduino Uno unter Verwendung seiner IDE und von Raspberry Pi zu haben. Das Buch ist eine nützliche Informationsquelle und ein Nachschlagewerk für jeden, der Antworten auf eine oder mehrere der folgenden Fragen sucht: Welche Bussysteme stehen für die Automobilindustrie zur Verfügung? Was sind die Grundprinzipien des CAN-Bus? Welche Arten von Frames (oder Datenpaketen) stehen in einem CAN-Bussystem zur Verfügung? Wie können Fehler in einem CAN-Bussystem erkannt werden, und wie zuverlässig ist ein CAN-Bussystem? Welche Arten von CAN-Bus-Controllern gibt es? Was sind die Funktionsprinzipien des MCP2515 CAN-Bus-Controllers? Wie kann ich ein CAN-Bus-Projekt mit Arduino Uno realisieren? Wie kann ich Arduino- oder Raspberry Pi-CAN-Bus-Projekte mit 2 und 3 Knoten erstellen? Wie kann ich die Daten auf dem CAN-Bus analysieren? Wie kann ich ein CAN-Bus-Projekt mit Raspberry Pi ausführen?

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32 neue Projekte, praktische Beispiele und Übungen mit dem Elektor Arduino Nano MCCAB Trainingsboard Die Elektronik und die Mikrocontrollertechnik bieten die Möglichkeit, kreativ tätig zu sein. Mit diesem Mikrocontroller-Praxiskurs besteht die Möglichkeit, eigene Arduino-Projekte zu realisieren und solche Erfolgsmomente erleben zu können. Im Idealfall funktioniert beim ersten Einschalten alles so, wie man es sich vorgestellt hat. In der Praxis läuft es dagegen selten wie erwartet. Dann braucht man Kenntnisse, um den Grund für das Nichtfunktionieren effizient suchen und finden zu können. In diesem Buch für Fortgeschrittene steigen wir tief in die Welt der Mikrocontroller und der Arduino IDE ein, um neue Verfahren und Details kennen zu lernen, und erfolgreich noch anspruchsvollere Situationen angehen und lösen zu können. Mit diesem Buch gibt der Autor dem Leser das nötige Rüstzeug, um eigenständig Projekte zu kreieren und auch schnell Fehler finden zu können. Anstatt nur fertige Lösungen zu bieten, erklärt er die Hintergründe, die verwendete Hardware und die eventuell benötigten Tools. Er stellt Aufgaben, bei denen der Leser seine eigene Kreativität einbringt und den Arduino-Sketch selbst schreibt. Falls man einmal keine vernünftige Idee hat und nicht weiterkommt, gibt es natürlich zu jedem Projekt und zu jeder Aufgabe einen Lösungsvorschlag mit zugehöriger Software, der im Buch ausführlich kommentiert und erklärt wird. Sie erfahren mit diesem Praxiskurs mehr über das Innenleben des Arduino Nano und des darauf befindlichen Mikrocontrollers. Sie lernen Hardware-Module kennen, mit denen Sie neue interessante Projekte realisieren werden. Sie beschäftigen sich mit Softwareverfahren wie z. B. "Zustandsmaschinen", durch deren Anwendung sich Aufgabenstellungen oft einfacher und übersichtlicher lösen lassen. Die zahlreichen praktischen Projekt- und Übungs-Sketche realisieren wir wieder auf dem vom "Mikrocontroller-Praxiskurs für Arduino-Einsteiger" bekannten MCCAB Trainingsboard, das die gesamte Hardware-Peripherie und die Bedienungselemente enthält, die wir für die Ein-/Ausgabe-Operationen unserer Sketche benötigen. Leser, die das MCCAB Trainingsboard noch nicht besitzen, können die benötigte Hardware separat erwerben, oder alternativ auch auf einem Breadboard aufbauen.

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Röhren sind wieder „in". High-Tech-Audiogeräte wie MP3-Player, CD-Player oder der digitale Rundfunk kommen erst richtig zur Geltung, wenn ein Röhrenverstärker den perfekten Sound veredelt. Am Ausgang der PC-Soundkarte kann statt IC-bestückter Aktivboxen auch ein selbst gebautes Röhrengerät arbeiten. Der Einbau eigener Röhrenschaltungen in den PC selbst bringt den individuellen Geschmack erst richtig zur Geltung. Wenn statt einer LED das geheimnisvolle Glühen einer Röhrenkathode die Betriebsbereitschaft signalisiert, dann hebt sich das Gerät deutlich aus der Masse ab. In der Regel arbeiten Röhren mit hohen Spannungen, was nicht ganz ungefährlich ist. Eine Röhre, die ursprünglich für eine Anodenspannung von 250 Volt entwickelt wurde, kann durchaus aber auch bei 12 Volt arbeiten. So gilt für dieses Buch prinzipiell: Röhrenschaltungen funktionieren auch mit ungefährlichen Spannungen. Dieses Buch richtet sich an Leser, die technischen Abenteuern gegenüber aufgeschlossen sind. Teilweise handelt es sich um eine Reise zurück in die Geschichte der Röhrentechnik. Mehr als 50 Jahre alte Konzepte werden in einem neuen Gewand wieder entdeckt. Teilweise aber werden alte Röhren völlig neuartig eingesetzt. High-Tech und Tradition treffen hier aufeinander.

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Schrittweise Einführung in das praktische Schaltungsdesign Der Einstieg in die Elektronik ist nicht so schwierig, wie man vielleicht denkt. Mit diesem Buch werden die wichtigsten Konzepte der Elektrotechnik und Elektronik auf spielerische Weise erkundet, indem verschiedene Experimente durchgeführt und Schaltungen simuliert werden. Es vermittelt Elektronik praxisnah, ohne in komplexen Fachjargon oder lange Berechnungen einzutauchen. Dadurch werden schon bald eigene Projekte ermöglicht. Es sind keine Vorkenntnisse in Elektronik erforderlich; lediglich einige grundlegende Algebra-Kenntnisse werden in wenigen einfachen Berechnungen verwendet. Viele getestete und funktionierende Projekte und Simulationen werden vorgestellt, um mit dem Aufbau elektronischer Schaltungen vertraut zu werden. Für problemloses Experimentieren – ohne die Gefahr, etwas zu beschädigen – werden zudem frühzeitig auch softwarebasierte Schaltungssimulationen vorgestellt. Lernziele: Konzepte von Spannung, Strom und Leistung Wechselstrom (AC) und Gleichstrom (DC) Grundlegende Lampenschaltungen mit Schaltern Passive Bauteile: Widerstände, Kondensatoren und Induktivitäten RC- und RCL-Schaltungen und Elektromagnetismus Lautsprecher, Relais, Summer und Transformatoren Aktive Bauteile: Dioden und LEDs, Bipolartransistoren und MOSFETs Transistorbasierte Schaltungen Optokoppler-Schaltungen Astabile und monostabile Multivibratoren Verwendung des 555-Timer-ICs Operationsverstärkertechnik Digitale Logik Beispiele: Verstärker, Oszillatoren, Filter und Sensoren Test- und Messwerkzeuge Mikrocontroller: Arduino Uno, ESP32, Raspberry Pi Pico und Raspberry Pi Datenblätter lesen und Auswahl von Komponenten EMV & EMI sowie Normen & Vorschriften

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Praktische Anwendungen und Projekte mit Arduino, ESP32 und RP2040 Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Regelungstechnik mit Arduino und ESP32! Dieses Buch bietet Ihnen einen praxisnahen Einstieg in die klassischen und modernen Methoden der Regelung, darunter PID-Regler, Fuzzy-Logik und Sliding-Mode-Regler. Im ersten Teil lernen Sie die Grundlagen der beliebten Arduino-Controller, wie den Arduino Uno und den ESP32, sowie die Integration von Sensoren für Temperatur- und pH-Messung (NTC, PT100, PT1000, pH-Sensor). Sie erfahren, wie diese Sensoren in verschiedenen Projekten eingesetzt werden und wie Sie Daten auf einem Nextion TFT-Display visualisieren. Weiter geht es mit der Einführung in Stellglieder wie MOSFET-Schalter, H-Brücken und Solid-State-Relais, die zur Steuerung von Motoren und Aktoren verwendet werden. Sie lernen, Regelstrecken zu analysieren und zu modellieren, einschließlich PT1- und PT2-Regelungen. Der Schwerpunkt des Buches liegt auf der Implementierung von Fuzzy- und PID-Reglern zur Regelung von Temperatur und DC-Motoren. Dabei werden sowohl der Arduino Uno als auch der ESP32 eingesetzt. Zudem wird der Sliding-Mode-Regler vorgestellt. Im vorletzten Kapitel erkunden Sie die Grundlagen neuronaler Netze und lernen, wie maschinelles Lernen auf einem Arduino eingesetzt werden kann. Im letzten Kapitel gibt es noch ein praktisches Beispiel für einen Fuzzy-Regler zur Stromeinspeisung ins Hausnetz. Dieses Buch ist die perfekte Wahl für Ingenieure, Studierende und Elektroniker, die ihre Projekte mit innovativen Regelungstechniken erweitern möchten.

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