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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.

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Robotertechnik ist in den letzten Jahren zunehmend in den Blick der Öffentlichkeit geraten. Nicht zuletzt aufgrund der immer häufiger werdenden Anwendungen im industriellen Bereich, im Spielzeugsektor und auch im Haushalt. Robotertechnik als Hobby ist besonders interessant und stellt eine außergewöhnliche Herausforderung dar, da dieses Hobby Fachgebiete wie Elektronik, Mechanik und Informatik verbindet. Es fördert daher in hohem Masse die Fähigkeit, vernetzt zu denken und komplexe, voneinander abhängige Sachverhalte zu erkennen. Roboter-Wettbewerbe – wie zum Beispiel die alljährlich ausgetragene Roboter-Fußball-Weltmeisterschaft – sind ein besonderes Highlight, übersteigen allerdings in den meisten Fällen die Möglichkeiten eines Hobbyisten bei weitem. Andererseits ist der Aufbau eines vorgefertigten Bausatzes oder gar der Betrieb eines fertigen Roboters keine echte Herausforderung und wird schnell langweilig, zumal diese Roboter in der Regel auch keine realen Aufgaben erfüllen können. Besonders beeindruckend ist es, wenn ein Roboter sich nicht nur mehr oder weniger geschickt umher bewegt, sondern dabei gleichzeitig noch das Zimmer reinigt. Dieses Buch stellt verschiedenste Möglichkeiten zum Selbstbau von Reinigungsrobotern vor; angefangen von einfachen mechanisch gesteuerten Wischrobotern bis hin zu komplexen, mikroprozessorgesteuerten Saugrobotern mit diversen Varianten der Hinderniserkennung. Dabei legt der Autor besonderen Wert auf die einfache und preiswerte Herstellung funktioneller Roboter.

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Autor Robert Lacoste, ein hochrangiger Elektronikingenieur, hat für professionelle Elektronik-Zeitschriften eine Serie von Grundlagenartikeln geschrieben, die hier in einem Buch zusammengefasst sind. Wichtige Themen wie Taktgeber, Filter, analoge Signalverarbeitung, digitale Kommunikation und viele weitere werden verständlich erklärt. Der Autor zeigt Ihnen dabei, wie Sie die Thematik besser verstehen und Ihr Wissen erweitern können, ohne mathematischen Ballast. Mit einfachen Worten erklärt der Autor, wie es funktioniert, und warum es manchmal nicht so funktioniert, wie man es will. Damit stoßen Sie nicht nur an Ihre eigenen Grenzen, sondern wissen auch, wo die Grenzen der von Ihnen verwendeten Geräte liegen. So wird es Ihnen ermöglicht, den tatsächlichen technischen Fortschritt von rein kommerziellen Aussagen zu trennen. Woher kommt die Empfindlichkeit eines Funkwellenempfängers? Warum läuft das Herunterladen eines Videos auf ein Handy auf dem Land viel langsamer ab als in der Innenstadt? Wenn für Sie die technischen Antworten auf Fragen wie diese nicht offensichtlich sind, wird Ihnen dieses Buch helfen, die Dinge klarer zu sehen.

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The State of Hollow State Audio in the Second Decade of the 21st Century Vacuum-tube (or valve, depending upon which side of the pond you live on) technology spawned the Age of Electronics early in the 20th Century. Until the advent of solid-state electronics near mid-century, hollow-state devices were the only choice. But following the invention of the transistor (after their process fell to reasonable levels), within a couple of decades, the death of vacuum tubes was widely heralded. Yet here we are some five decades later, and hollow-state equipment is enjoying something of a comeback, especially in the music and high-end audio industries. Many issues surround hollow-state audio: Does it produce—as some claim—better sound? If so, is there science to back up these claims? How do hollow-state circuits work? How do you design hollow-state audio circuits? If hollow-state equipment fails, how do you go about troubleshooting and repairing it? Can we recreate some of the classic hollow-state audio devices for modern listening rooms and recording studios? How can we intelligently modify hollow-state amplifiers to our taste? These and other topics are covered in The State of Hollow State Audio.

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Programmierung in Assembler und C am Beispiel der ATtiny-Familie Dieses Buch bietet einen eingehenden Blick auf die 8-Bit-AVR-Architektur in ATtiny- und ATmega-Mikrocontrollern, hauptsächlich aus der Sicht der Software und der Programmierung. Erforschen Sie die AVR-Architektur unter Verwendung von C und Assembler in Microchip Studio (früher Atmel Studio) mit ATtiny-Mikrocontrollern. Lernen Sie die Details der internen Funktionsweise von AVR-Mikrocontrollern kennen, einschließlich der internen Register und des Speicherplans von ATtiny-Bausteinen. Programmieren Sie Ihren ATtiny-Mikrocontroller mit einem Atmel-ICE-Programmiergerät/Debugger oder verwenden Sie ein preiswertes Hobby-Programmiergerät oder sogar einen Arduino Uno als Programmiergerät. Die meisten Code-Beispiele können mit dem Microchip Studio AVR-Simulator ausgeführt werden. Lernen Sie, Programme für ATtiny-Mikrocontroller in Assembler zu schreiben. Erfahren Sie, wie Assemblersprache in Maschinencodebefehle umgewandelt wird. Finden Sie heraus, wie Programme, die in der Programmiersprache C geschrieben wurden, in Assemblersprache und schließlich in Maschinencode umgewandelt werden. Verwenden Sie den Microchip Studio Debugger in Kombination mit einem Hardware-USB-Programmierer/Debugger, um Assembler- und C-Programme zu testen oder verwenden Sie den Microchip Studio AVR-Simulator. ATtiny-Mikrocontroller im DIP-Gehäuse werden verwendet, um eine einfache Nutzung auf Breadboards zu ermöglichen. Erfahren Sie mehr über Timing und Taktimpuls in AVR-Mikrocontrollern mit ATtiny-Bausteinen. Werden Sie zu einem AVR-Experten mit fortgeschrittenen Debugging- und Programmierfähigkeiten.

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Moderne Mikrocontroller werden immer leistungsfähiger und können vielfältige Aufgaben übernehmen, für die vor wenigen Jahren noch ein kompletter Computer nötig gewesen wäre. Gerade für die Entwicklung tragbarer Geräte bringt die Prozessorfamilie der MSP430-Mikrocontroller von Texas Instruments alle nötigen Peripheriekomponenten integriert mit, um ohne aufwendige externe Beschaltung komplexe Funktionen einfach zu realisieren. Die RISC-Architektur des Prozessors ist dabei ganz auf Rechengeschwindigkeit, aber gleichzeitig auch auf Energie-Effizienz getrimmt.Dieses Buch eröffnet einen schrittweisen Einstieg in die Welt der Mikrocontrollerprogrammierung und führt mit ausführlichen Anwendungsbeispielen in die Fähigkeiten dieser außergewöhnlichen Prozessorfamilie ein. Jede Komponente des Prozessors wird ausführlich erklärt und deren Funktion in kleinen Beispielprogrammen gleich umgesetzt. Abgerundet wird jedes Kapitel mit einigen Übungsaufgaben. So entsteht neben dem eigentlichen Lerneffekt gleichzeitig eine Referenzbibliothek von Funktionsmodulen, die später in eigenen Anwendungen leicht weiter verwendet werden können.DownloadsDie Listings der im Buch beschriebenen Programmbeispiele (ausschließlich in 'C') und weitere Infos finden Sie hier.

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Projects with Thonny-IDE, uPyCraft-IDE, and ESP32 The 'Python' programming language has enjoyed an enormous upswing in recent years. Not least, various single-board systems such as the Raspberry Pi have contributed to its popularity. But Python has also found widespread use in other fields, such as artificial intelligence (AI) or machine learning (ML). It is obvious, therefore, to use Python or the 'MicroPython' variant for use in SoCs (Systems on Chip) as well. Powerful controllers such as the ESP32 from Espressif Systems offer excellent performance as well as Wi-Fi and Bluetooth functionality at an affordable price. With these features, the Maker scene has been taken by storm. Compared to other controllers, the ESP32 has a significantly larger flash and SRAM memory, as well as a much higher CPU speed. Due to these characteristics, the chip is not only suitable for classic C applications, but also for programming with MicroPython. This book introduces the application of modern one-chip systems. In addition to the technical background, the focus is on MicroPython itself. After the introduction to the language, the programming skills learned are immediately put into practice. The individual projects are suitable for use in the laboratory as well as for everyday applications. So, in addition to the actual learning effect, the focus is also on the joy of building complete and useful devices. By using laboratory breadboards, circuits of all kinds can be realized with little effort, turning the testing and debugging of the 100% homebrew projects into an instructive pleasure. The various applications, such as weather stations, digital voltmeters, ultrasound range finders, RFID card readers or function generators, make the projects presented ideally suited for practical courses or subject and study work in the natural sciences, or in science and technology classes.

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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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Ce qui se passe en électronique est par définition invisible à l'oeil nu. L'instrument qui permet précisément de rendre visibles les signaux électriques, celui par le truchement duquel les effets de l'électronique se manifestent à nous, c'est l'oscilloscope. Hélas, quand on commence à faire de l'électronique, c'est souvent sans oscilloscope. Et l'on en est réduit à tâtonner, aussi bien physiquement que mentalement. Le jour où l'on goûte à la visualisation des signaux sur un écran, c'est une révélation. Plus personne ne souhaite se priver de cet enchantement. Pas de retour en arrière. En électronique, si l'on veut progresser dans le plaisir et dans la compréhension, il faut un oscillo. Commence alors une période d'interrogation : comment choisir ? Et à peine cette question-là aura-t-elle trouvé sa réponse, il en viendra une ribambelle d'autres que l'on peut résumer en une seule : comment se servir de l'oscilloscope de telle sorte que ce qu'il affiche corresponde bien à la réalité des signaux ? Dans ce livre, Rémy Mallard, répond clairement à ces questions. Il donne aussi de nombreuses informations pour aider son lecteur à élucider lui-même de nouveaux mystères qui ne manqueront pas de surgir. Ceux qui le connaissent déjà comme l'auteur d'un livre sur l'électronique dont le titre est un programme à lui tout seul : L'électronique pour les débutants qui sèchent les cours mais soudent sans se brûler les doigts, ainsi que d'un livre d'initiation à la programmation des microcontrôleurs PIC, savent qu'ils trouveront ici un ouvrage utile, qu'ils rouvriront souvent.

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Android Open Accessory (kurz AOA) ist ein einfaches und sicheres Protokoll zur Verbindung von Mikrocontroller-gesteuerten Geräten mit einem Android-Smartphone oder -Tablet. Dieses Buch zeigt anhand von leicht nachbaubaren Schaltungen und den dazu gehörenden Programmbeispielen, wie man AOA in Verbindung mit der Mikrocontroller-Plattform Arduino verwendet, um täglich anfallende Aufgaben im Haus zu automatisieren: Beleuchtung, Belüftung, Klimatisierung und Musik-Entertainment-Systeme – bequem und komfortabel mit dem Smartphone, wohlgemerkt!Die Grundkenntnisse des Arduino-Frameworks voraussetzend, versorgt das visionäre Autorenduo Göransson/Cuartielles Ruiz den Leser mit den Werkzeugen (Tools), die er braucht, um nützliche und anspruchsvolle Projekte realisieren zu können. Detaillierte Erklärungen, hilfreiche Beispiele und verfügbare Prototypen befähigen ihn dazu, den maximalen Nutzen aus der Android-Technik zu ziehen.In diesem Buch finden Sie:• Die Bewertungen der verschiedenen Möglichkeiten, einen Arduino-basierten Prototyp mit einem Android-Smartphone zu verbinden.• Die Behandlung der Datenkommunikationsgrundlagen und die Vorstellung von MQTT.• Die Erklärung, wie man eine Android-Bibliothek baut und eine Android-Accessory-Anwendung erstellt.• Die Baubeschreibung der hier vorgestellten Prototypen und die Einbindung der verschiedenen Sensoren, Displays und Aktuatoren.Die Programmbeispiele aus diesem Buch stehen auf der Elektor-Website zum Gratis-Download bereit.

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Program, build, and master over 60 projects with Python The Raspberry Pi 5 is the latest single-board computer from the Raspberry Pi Foundation. It can be used in many applications, such as in audio and video media centers, as a desktop computer, in industrial controllers, robotics, and in many domestic and commercial applications. In addition to the well-established features found in other Raspberry Pi computers, the Raspberry Pi 5 offers Wi-Fi and Bluetooth (classic and BLE), which makes it a perfect match for IoT as well as in remote and Internet-based control and monitoring applications. It is now possible to develop many real-time projects such as audio digital signal processing, real-time digital filtering, real-time digital control and monitoring, and many other real-time operations using this tiny powerhouse. The book starts with an introduction to the Raspberry Pi 5 computer and covers the important topics of accessing the computer locally and remotely. Use of the console language commands as well as accessing and using the desktop GUI are described with working examples. The remaining parts of the book cover many Raspberry Pi 5-based hardware projects using components and devices such as LEDs and buzzers LCDs Ultrasonic sensors Temperature and atmospheric pressure sensors The Sense HAT Camera modules Example projects are given using Wi-Fi and Bluetooth modules to send and receive data from smartphones and PCs, and sending real-time temperature and atmospheric pressure data to the cloud. All projects given in the book have been fully tested for correct operation. Only basic programming and electronics experience are required to follow the projects. Brief descriptions, block diagrams, detailed circuit diagrams, and full Python program listings are given for all projects described.

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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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