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.
Practical Multitasking Fundamentals
Programming embedded systems is difficult because of resource constraints and limited debugging facilities. Why develop your own Real-Time Operating System (RTOS) as well as your application when the proven FreeRTOS software is freely available? Why not start with a validated foundation?
Every software developer knows that you must divide a difficult problem into smaller ones to conquer it. Using separate preemptive tasks and FreeRTOS communication mechanisms, a clean separation of functions is achieved within the entire application. This results in safe and maintainable designs.
Practicing engineers and students alike can use this book and the ESP32 Arduino environment to wade into FreeRTOS concepts at a comfortable pace. The well-organized text enables you to master each concept before starting the next chapter. Practical breadboard experiments and schematics are included to bring the lessons home. Experience is the best teacher.
Each chapter includes exercises to test your knowledge. The coverage of the FreeRTOS Application Programming Interface (API) is complete for the ESP32 Arduino environment. You can apply what you learn to other FreeRTOS environments, including Espressif’s ESP-IDF. The source code is available from GitHub. All of these resources put you in the driver’s seat when it is time to develop your next uber-cool ESP32 project.
What you will learn:
How preemptive scheduling works within FreeRTOS
The Arduino startup “loopTask”
Message queues
FreeRTOS timers and the IDLE task
The semaphore, mutex, and their differences
The mailbox and its application
Real-time task priorities and its effect
Interrupt interaction and use with FreeRTOS
Queue sets
Notifying tasks with events
Event groups
Critical sections
Task local storage
The gatekeeper task
Practical Multitasking Fundamentals
Programming embedded systems is difficult because of resource constraints and limited debugging facilities. Why develop your own Real-Time Operating System (RTOS) as well as your application when the proven FreeRTOS software is freely available? Why not start with a validated foundation?
Every software developer knows that you must divide a difficult problem into smaller ones to conquer it. Using separate preemptive tasks and FreeRTOS communication mechanisms, a clean separation of functions is achieved within the entire application. This results in safe and maintainable designs.
Practicing engineers and students alike can use this book and the ESP32 Arduino environment to wade into FreeRTOS concepts at a comfortable pace. The well-organized text enables you to master each concept before starting the next chapter. Practical breadboard experiments and schematics are included to bring the lessons home. Experience is the best teacher.
Each chapter includes exercises to test your knowledge. The coverage of the FreeRTOS Application Programming Interface (API) is complete for the ESP32 Arduino environment. You can apply what you learn to other FreeRTOS environments, including Espressif’s ESP-IDF. The source code is available from GitHub. All of these resources put you in the driver’s seat when it is time to develop your next uber-cool ESP32 project.
What you will learn:
How preemptive scheduling works within FreeRTOS
The Arduino startup “loopTask”
Message queues
FreeRTOS timers and the IDLE task
The semaphore, mutex, and their differences
The mailbox and its application
Real-time task priorities and its effect
Interrupt interaction and use with FreeRTOS
Queue sets
Notifying tasks with events
Event groups
Critical sections
Task local storage
The gatekeeper task
Physical Computing met het Arduino-platform
Dit leerboek over het Arduino-platform is uniek en brengt u stap voor stap van beginner tot gevorderde Arduino-gebruiker. Er wordt duidelijk in uitgelegd waarom en waardoor toepassingen werken, ondersteund door gedetailleerde afbeeldingen in kleur. Er is slechts een geringe elektronische basiskennis vereist, omdat de benodigde hardware uitgebreid wordt besproken. Het laatste gedeelte van dit boek bevat een degelijke theoretische verdieping, zodat u een krachtig naslagwerk achter de hand houdt.
Er bestond in het Nederlands nog geen lesboek over dit platform. De didactische opbouw is zodanig dat de vereiste abstracte kennis wordt uitgelegd aan de hand van toepasbare en actuele praktijkvoorbeelden. De meeste toepassingen zijn gericht op ‘physical computing’, dat is de interactie tussen sensoren, actoren, elektronica en software. Hierdoor is het boek ook geschikt voor technisch beroepsonderwijs, o.a. voor de richting mechatronica.
De opbouw van het boek is als volgt:
Algemene introductie microcontrollers.
Informatie over het Arduino-platform.
Oefeningen met uitleg aan de hand van 21 voorbeelden.
Praktijkvoorbeelden met uitleg aan de hand van 5 voorbeelden.
Theoretische verdieping van de software en hardware.
Praktische elektronicaschema´s.
Alle software-voorbeelden in het boek zijn als download beschikbaar.
Bauen Sie Ihren eigenen Vintage-Radiosender
Das Elektor AM-Sender-Kit ermöglicht das Streamen von Audio auf Vintage-AM-Radioempfänger. Basierend auf einem Raspberry Pi Pico Mikrocontroller-Modul kann der AM-Sender auf 32 Frequenzen im AM-Band senden, von 500 kHz bis 1,6 MHz in 32 Schritten von ca. 35 kHz.
Die Frequenz wird mit einem Potentiometer gewählt und auf einem 0,96" OLED-Display angezeigt. Eine Taste ermöglicht das Umschalten des Sendemodus zwischen Ein und Aus. Die Reichweite des Senders hängt von der Antenne ab. Die integrierte Antenne bietet eine Reichweite von wenigen Zentimetern, sodass der AM-Sender nahe am Radio oder im Radio selbst platziert werden muss. Eine externe Loop-Antenne (nicht enthalten) kann angeschlossen werden, um die Reichweite zu erhöhen.
Das Elektor AM-Sender-Kit wird als Bausatz geliefert, den Sie selbst auf die Platine löten müssen.
Features
Die Platine ist kompatibel mit einem Hammond-1593N-Gehäuse (nicht enthalten).Ein 5-VDC-Netzteil mit Micro-USB-Anschluss (z. B. ein altes Handy-Ladegerät) wird benötigt, um das Kit zu betreiben (nicht enthalten). Stromaufnahme: 100 mA.
Die Arduino-Software (benötigt Earle Philhowers RP2040-Boards-Paket) für das Elektor-AM-Sender-Kit sowie weitere Informationen sind auf der Elektor-Labs-Seite dieses Projekts verfügbar.
Stückliste
Widerstände
R1, R4 = 100 Ω
R2, R3, R8 = 10 kΩ
R5, R6, R9, R10, R11 = 1 kΩ
R7 = optional (nicht enthalten)
P1 = Potentiometer 100 kΩ, linear
Kondensatoren
C1 = 22 µF 16V
C2, C4 = 10 nF
C3 = 150 pF
Sonstiges
K1 = 4×1 Stiftleiste
K2, K3 = 3,5-mm-Buchse
Raspberry Pi Pico
Drucktaste, Winkelmontage
0,96" monochromes I²C-OLED-Display
Leiterplatte 150292-1
Projects Using Arduino IDE and the LVGL Graphics Library
The ESP32 is probably one of the most popular microcontrollers used by many people, including students, hobbyists, and professional engineers. Its low cost, coupled with rich features makes it a popular device to use in many projects. Recently, a board called the ESP32 Cheap Yellow Display (CYD for short) is available from its manufacturers. The board includes a standard ESP32 microcontroller together with a 320x240 pixel TFT display. Additionally, the board provides several connectors for interfaces such as GPIO, serial port (TX/RX), power and Ground. The inclusion of a TFT display is a real advantage as it enables users to design complex graphics-based projects without resorting to an external LCD or graphics displays.
The book describes the basic hardware of the ESP32 CYD board and provides details of its on-board connectors. Many basic, simple, and intermediate-level projects are given in the book based on the ESP32 CYD, using the highly popular Arduino IDE 2.0 integrated development environment. The use of both the basic graphics functions and the use of the popular LVGL graphics library are discussed in the book and projects are given that use both types of approaches.
All the projects given in the book have been tested and are working. The block diagram, circuit diagram, and the complete program listings and program descriptions of all the projects are given with explanations. Readers can use the LVGL graphics library to design highly popular eye-catching full-color graphics projects using widgets such as buttons, labels, calendars, keypads, keyboards, message boxes, spinboxes, sliders, charts, tables, menus, bars, switches, drop-down lists, animations, and many more widgets.
Book: Logic Analyzers in Practice
Step-by-step instructions guide you through the analysis of modern protocols such as I²C, SPI, UART, RS-232, NeoPixel, WS28xx, HD44780 and 1-Wire. With the help of numerous experimental circuits based on the Raspberry Pi Pico, Arduino Uno and the Bus Pirate, you will learn the practical application of popular USB logic analyzers.
All the experimental circuits presented in this book have been fully tested and are fully functional. The necessary program listings are included – no special programming or electronics knowledge is required for these circuits. The programming languages used are MicroPython and C along with the development environments Thonny and Arduino IDE.
This book uses several models of flexible and widely available USB logic analyzers and shows the strengths and weaknesses of each price range.
You will learn about the criteria that matter for your work and be able to find the right device for you.
Whether Arduino, Raspberry Pi or Raspberry Pi Pico, the example circuits shown allow you to get started quickly with protocol analysis and can also serve as a basis for your own experiments.
After reading this book, you will be familiar with all the important terms and contexts, conduct your own experiments, analyze protocols independently, culminating in a comprehensive knowledge set of digital signals and protocols.
USB Logic Analyzer (8-ch, 24 MHz)
This USB Logic Analyzer is an 8-channel logic analyzer with each input dual purposed for analog data recording. It is perfect for debugging and analyzing signals like I²C, UART, SPI, CAN and 1-Wire. It operates by sampling a digital input connected to a device under test (DUT) at a high sample rate. The connection to the PC is via USB.
Specifications
Channels
8 digital channels
Maximum sampling rate
24 MHz
Maximum input voltage
0 V ~ 5 V
Operating temperature
0°C ~ 70°C
Input impedance
1 MΩ || 10 pF
Supported protocols
I²C, SPI, UART, CAN, 1-Wire, etc.
PC connection
USB
Dimensions
55 x 28 x 14 mm
Downloads
Software
This bundle contains:
Book 'Logic Analyzers in Practice' (normal price: €35)
USB Logic Analyzer (8-ch, 24 MHz) (normal price: €20)
USB Cable
Jumper Wire Ribbon Cable
In ESP32 programmeren voor beginners bekijken we de ESP32 en zijn voorganger, de ESP8266. Deze kleine, maar zeer krachtige Chinese chips bestaan uit een processor, geheugen, input- en outputaansluitingen en hebben draadloze netwerktoegang via WiFi.
Met dit boek tonen we hoe de programmeeromgeving Arduino werkt en hoe die kan gebruikt worden met ESP-hardware. Aan de hand van voorbeelden en projecten verduidelijken we hoe de ESP-hardware kan worden toegepast.
In vogelvlucht:
We beschrijven de opbouw van ESP-experimenten.
We tonen hoe displays worden aangesloten.
Eeprom_24c16 demonstreert hoe een externe geheugenchip wordt gebruikt om getallen en tekst op te slaan en weer uit te lezen.
Project Klok is de eenvoudige implementatie van een digitale klok.
We geven een handleiding voor het gebruik van temperatuur- en luchtvochtigheidsensoren.
Webclient laat zien hoe de ESP32 gegevens van het internet kan halen.
Met Webserver kunnen we op afstand met een pc of smartphone gegevens halen uit een ESP32, sensoren uitlezen en toestellen aan- en uitschakelen.
Een NTP-klok haalt tijdinformatie van Tijdserver. Die geeft zowel de tijd als het aantal seconden sinds 1 januari 1900. Het boek beschrijft hoe hieruit de tijd kan worden berekend.
In het laatste hoofdstuk gebruiken we het internet om nauwkeurige weerinformatie en voorspellingen op te vragen.
Der Arduino Pro Mini ist ein Mikrocontroller-Board auf Basis des ATmega328P.
Es hat 14 digitale Eingangs-/Ausgangs-Pins (von denen 6 als PWM-Ausgänge verwendet werden können), 6 analoge Eingänge, einen On-Board-Resonator, eine Reset-Taste und Löcher für die Montage von Stiftleisten. Eine sechspolige Stiftleiste kann mit einem FTDI-Kabel oder einem SparkFun-Breakout-Board verbunden werden, um die Platine über USB mit Strom zu versorgen und mit ihr zu kommunizieren.
Der Arduino Pro Mini ist für die semi-permanente Installation in Objekten oder Ausstellungen gedacht. Die Platine wird ohne vormontierte Stiftleisten geliefert, was die Verwendung verschiedener Arten von Steckern oder das direkte Anlöten von Drähten ermöglicht. Das Pin-Layout ist mit dem Arduino Mini kompatibel.
Technische Daten
Microcontroller
ATmega328P
Board Stromversorgung
5-12 V
Schaltung Betriebsspannung
5 V
Digitale E/A-Pins
14
PWM Pins
6
UART
1
SPI
1
I²C
1
Analogeingangs-Pins
6
Externe Interrupts
2
DC-Strom pro I/O-Pin
40 mA
Flash Memory
32 KB, davon 2 KB vom Bootloader verwendet
SRAM
2 KB
EEPROM
1 KB
Taktgeschwindigkeit
16 MHz
Abmessungen
18 x 33.3 mm
Downloads
Eagle files
Schematics
All-in-One-Plattform für KI-Lernen und -Entwicklung im Bereich Edge Intelligence
Dieses auf dem NVIDIA Jetson Orin Nano basierende KI-Starter-Kit ist eine vielseitige Plattform für Lernen, Entwicklung und praktische Experimente im Bereich Edge AI.
Das für den Einsatz mit dem NVIDIA Jetson Orin Nano konzipierte Kit kombiniert ein 11,6-Zoll-IPS-Display, eine schwenk- und neigbare 8-Megapixel-Kamera sowie ein KI-gestütztes Sprachinteraktionssystem.
Es umfasst 30 Funktionsmodule und 38 sorgfältig ausgearbeitete Python-Kurse, die vom Anfänger- bis zum Fortgeschrittenenniveau reichen. Die Kursinhalte decken Python-Grundlagen, Sensortechnologie, KI-basierte Bildverarbeitung (AI Vision) und Objekterkennung ab.
Dank praktischer Schritt-für-Schritt-Übungen – von der grundlegenden Programmierung bis hin zu praxisnahen Computer-Vision-Anwendungen – bietet dieses Kit eine ideale Plattform für Schüler, Maker, Entwickler und alle, die sich mit künstlicher Intelligenz und Edge Computing beschäftigen möchten.
Hinweis: Der NVIDIA Jetson Orin Nano ist nicht im Lieferumfang enthalten.
Features
Entwickelt für den NVIDIA Jetson Orin Nano
KI-Sprachinteraktionsmodul
8-MP-Kamera mit Schwenk-Neige-Steuerung
Unterstützt Objekt- und Gesichtserkennung (Tracking)
Kein Löten oder aufwendige Verkabelung erforderlich
Integriertes 11,6-Zoll-IPS-Display
30 Funktionsmodule
38 Schritt-für-Schritt-Python-Lektionen
Erweiterungsschnittstellen für I²C, UART und GPIO
Tragetasche im Lieferumfang enthalten
Technische Daten
Hauptprozessor
Jetson Orin Nano
Anzahl der Sensoren
30
Design des Sensor-Boards
Integriertes Sensor-Board; kein Löten oder aufwendige Verkabelung erforderlich
Bildschirm
11,6-Zoll-IPS-Bildschirm
Bildschirmauflösung
1366 x 768
Kamera
IMX219 8 MP
Erweiterungsschnittstellen
2x I²C, 1x UART, 1x IO D13, 1x IO D12
Programmierumgebung
Python-basiert
Anzahl der Tutorials
38 kreative Tutorials
Zielgruppe
Schüler, Lehrkräfte, Hardware-Enthusiasten
Anwendungsszenarien
Ideal zum Erlernen der KI-Programmierung und der Grundlagen des Jetson Orin Nano
Abmessungen
300 x 200 x 100 mm
Modulliste
Modul
Anzahl
Temperatur- und Feuchtigkeitssensor
1 Stk.
Taster
4 Stk.
Ultraschall-Abstandssensor
1 Stk.
Lichtsensor
1 Stk.
Linear-Potentiometer
1 Stk.
Summer
1 Stk.
LCD
1 Stk.
Infrarot-Fernbedienung
1 Stk.
Relais
1 Stk.
NFC
1 Stk.
PIR-Bewegungssensor
1 Stk.
Joystick
1 Stk.
4-stelliges Display
1 Stk.
LED
1 Stk.
Mikrofon
1 Stk.
Lautsprecher
1 Paar
Vibrationsmotor
1 Stk.
Berührungssensor
1 Stk.
8x8-RGB-Matrix
1 Stk.
Luftdrucksensor
1 Stk.
Neigungsschalter
1 Stk.
Schrittmotor
1 Stk.
Beschleunigungs- und Gyroskopsensor
1 Stk.
Gassensor (MQ2)
1 Stk.
Hall-Sensor
1 Stk.
Drehgeber (Rotary Encoder)
1 Stk.
Gabellichtschranke
1 Stk.
NTC
1 Stk.
Servo
2 Stk.
Monokulare Kamera
1 Stk.
Lieferumfang
1x Elecrow AI Starter Kit für Jetson Orin Nano
1x IR-Fernbedienung
1x NFC-Karte
1x 128 GB SD-Karte
1x 40-Pin-GPIO-Kabel
2x 22-Pin-FPC-Kabel
2x 24-Pin-FPC-Kabel
1x Jetson-DP- und USB-Adapterplatine
Nicht enthalten
NVIDIA Jetson Orin Nano
Downloads
Manual
Wiki
OpenClaw Install and Config Guide
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.